数显升级—Dell服务器PSU改12V桌面电源EP2

书接上回，用10块钱成本，将《Dell服务器PSU改造成桌面12V电源》，感谢大家在评论区里的留下的宝贵意见和建议，正因它们，成就了这篇折腾电源的第二章内容。

12V电源家用的话，可作为Nas、小主机、路由器、光猫、外置硬盘的集中供电。也可以作为基础电源，通过支持PD协议的接口电路，为显示器和笔记本供电。还可作为12V工具的临时供电电源，毕竟电动工具的一半花费在电池。

在改造之外，本文也将着重讨论大家普遍关心的，Dell服务器电源的空载功耗和噪音问题。

看到有小伙伴提出，电压表实际作用不大，建议改成电流表，这是个很棒的思路。之前也有考虑过，但碍于电源PCB的结构限制，单独加装电流检测电路不但工程量巨大，还严重破坏电气性能，且当时还有10元钱的目标成本限制，故没有实施。不过评论区里都提出来了，哪能让各位看官扫兴，加钱就是了，开干！

一、设计迭代

虽然单独加装电流表不太现实，但还有一条技术路径可以实现同样的功能，那就是与服务器电源的通讯接口对接，实时获取电压、电流、功率等数据。

服务器电源与家用ATX电源的主要区别之一，就是内置了一套独立的嵌入式电源管理系统，可以监控电源运行状况，调整运行参数，并与服务器主板实时通讯。下放到家用ATX电源上，好像也仅有海盗船AX1200i/1600i才配备了此功能。

既然都加钱了，思路也就打开了。珠玉在前，有手残的小偽大佬的智能取电盒项目，软件写的很棒，功能丰富。但结合到自己的使用需求，还是有3点缺憾：

1.ESP32占地面积太大，且原PCB layout电气性能并不理想。

2.围绕WiFi实现的功能太多，自己完全用不上，需要做减法。

3.继续走工业风，3d打印外壳那是不可能的。

评估到这里，发现实在是麻烦，原本都准备鸽了，好在有小伙伴帮忙，把大佬的源码里的与电源的PMbus通讯部分，移植到了Arduino，这下说什么也得开工了。

板子重画，六层、沉金、盘中孔工艺，谈钱伤感情。为了安置0.96寸oled屏幕和MCU电路，对输出接口进行了调整。栅栏式接线座被迫缩成了2Pin版，之前4Pin的风扇接口取消，XT30多加了一个。

PCB背部大容量的MLCC电容依旧保留，保留阻焊开窗，搪锡后可加强过流能力。仰仗六层板设计，上一个版本为了电源回流路径完整性，而被迫留下的12Vsb飞线小瑕疵，得到了完美修正。

MCU使用ATmega328P，完全适配Arduino IDE。MCU及外围电路布置在屏幕下方，尽最大可能节省空间。同时PCB挖槽依旧保留，可辅助进气散热。因为要与屏幕叠罗汉，刷机口高度严重受限，没有使用常见的排针，而是采用了3.5mm高的2.54母座，这个器件还挺难找的。

写程序时，只需翻起屏幕，连接刷机线。平时盖在屏幕下面，完全不影响美观。实装后，发现隐蔽效果甚是出色。

PCB侧面放置了滑动开关，需要时可以关闭整个MCU电路和屏幕，降低能耗。

MCU电路和屏幕，功耗大概0.4W。使用12V待机电源供电，绝大部分功率被消耗在1117的12V to 5V电压转换。这地方用DC-DC的话，成本上多少有点得不偿失，1117费电就费电去吧。

电源通讯口金手指下方，标注出了Remote+和Remote-引脚，单独引线连接到负载端，可以为输出电压提供线损补偿，根据电源手册数据，最大为200mV。

软件功能上，只保留了对电源的运行状态的实时显示，通过按键切换页面：

第一页为主屏，输入/输出电压、输入功率、最高温度、风扇转速；

第二页为输入/输出的电压、电流、功率；

第三页为电源内初级热点（PFC和开关MOS）、次级热点（同步整流MOS）、和次级外围三个温度探头的读数，及风扇转速。

被砍掉的4Pin风扇接口，做成了外置型的真·PWM调速器。设计了两个版本，分别使用GP9101-F20K和GP9301-F20K芯片，前者为12V输入供电，手动调速的同时，还可以外接NTC热敏电阻探头实现温控。后者为10-40V的宽电压输入版本，24V的工业涵道扇也能驾驭，纯手动调速。老规矩，一并开源。

（嘉立创开源广场搜“PWM风扇调速器”）

白嫖工艺友好，尺寸为2.6 x 4 cm和2.6 x 2.6 cm，还画了更小的版本，只是没有打样验证。

二、不同供应商：雅达、台达版本的空/轻载功耗对比

本文的下半部分，是关于之前在评论区被热烈讨论的，服务器电源的空载功耗和噪音问题，结合手里的几款电源做个测试对比。

Dell的同类型电源，有来自多个供应商的版本。市面上最常见的应该是台达版，其次是雅达版，可能还有光宝和纬创版，后两者目测仅存在于海鲜卖家的“随机发货”描述中，并没见过实物。

目前手头搞到了三种型号：台达D495E-S1、台达D750E-S1、雅达E495E-S1。各版本的功耗表现确实有所不同，贴下测试结果，方便大家选择。

延用上一期的测试条件，对比之后，发现雅达495w版本的待机和空载功耗，出乎预料的优秀。基本等同于家用ATX电源水平，其低负载时的转换效率也是三款电源中最高的，下面是归纳的数据表格。

750w电源空载功耗最高，预料之中，而这两款495w的，就有点意思了，雅达版在低负载区间效率非常高。

三、雅达E495E-S1 vs. 台达D495E-S1

重点对比两款495w电源的空载运行状态，下面做具体分析。雅达E495E-S1电源网上拆机图寥寥，这就开拆。而台达版本上期已拆过，网上内容也有不少，可以自行查看。

开盖之后，发现雅达495w版的用料，明显比台达版更“轻量”，尤其EMI、PFC和初级部分。散热片也肉眼可见的袖珍，发热量实测也确实不高，空载开机半小时，初级温度比台达能低出10多度。

主滤波电容是红宝石450V 180uf，两颗合计360uf。整流桥和开关管型号，因角度和遮挡原因，实在看不清。

次级为同步整流方式，12V输出滤波电容为3颗日化1800uf 16V，长效20000小时寿命PSG系列；12V待机供电输出滤波为两颗金山470uf 16V固态，这部分用料比台达要稍微好一些。

雅达版495w电源E495E-S1，虽然待机/空载/低负载功耗表现非常出色，但实际使用中，也发现三个不大不小的问题，不容忽视。

问题一：监控报送数据不准。输出电压读数偏差还能接受，可以通过代码校正。输出电流和输出功率读数的偏差，就有点离谱了。概括出来就是，空载时底数非常大。输出电流底数0.88A，输出功率底数10w，这里可以确认是误报。更要命的是非线性，负载加起来之后，读数貌似又tmd准了，这尼玛，想用代码修正都难。。。分明就是个欢乐表。查了雅达电源手册里的读数精度范围，如上图，有如此表现好像又解释的通了。相比之下，台达版的精度就靠谱太多了。

问题二：待机啸叫声好大。只要接通220v电源，12V待机电路工作，刺耳啸叫就不停的钻入脑袋。拆机排查，发现啸叫来源于待机变压器，12V待机空载时候啸叫声最大，稍微给点负载，比如接通MCU电路后，啸叫声会有些许下降。动手尝试解决，在待机变压器线圈与PCB子板缝隙里、外围处打了一圈704胶后，啸叫声果然显著降低，再盖上外壳，算是耳朵勉强能接受了，但依然要比台达版大很多。。。想彻底解决，需要给12Vsb带上负载才行。

问题三：风扇吵，且转速不太稳定。雅达495w开机后，风扇转速会在2100到2500转之间反复横跳，需要忍受大概5分钟，热机了，风扇转速才会稳定在2350左右。而在此之前，不停加速减速加速减速的风扇声，实在吵得脑仁疼。而台达版本，空载转速始终维持在1550左右，稳的一批，且噪音极低，此时初级热点40多度也不算高。

对比结果总结：

雅达E495E-S1：效率更高，发热更小。有啸叫，风扇吵，轻载时输出功率显示不准。更适合扔在角落里，长年累月默默干苦力。

台达D495E-S1：安静，采样读数准确。空载功耗较高，轻载转化率略逊于雅达版。适合当个日常桌面用的工具电源，整体使用体验很舒服。

如无意外的话，关于Dell服务器电源的折腾内容，要告一段落了，除非再有新颖的应用思路值得跟进。

工程文件和arduino程序源码已经发布在嘉立创开源广场，抛砖引玉，欢迎大家复刻改进和交流。