Огляд і тестування блока живлення CHIEFTEC APS-550SB

Зовсім недавно компанія CHIEFTEC анонсувала лінійку блоків живлення під назвою «Нова серія A-135», у якій буде налічуватися 11 моделей потужністю від 400 до 1000 Вт. Швидше за все, вона замінить на ринку існуючі нині рішення «Серії A-135». Основними перевагами новинок є наявність сертифікату енергоефективності 80 PLUS Bronze, використання тихого вентилятора та відповідність усім вимогам процесорів Intel Haswell (здатність видавати мінімальний струм силою 0,05 А).

Шість моделей: CHIEFTEC APS-400SB / 450SB / 500SB / 550SB / 600SB / 650SB, потужністю від 400 до 650 Вт, мають стандартну систему кабелів (провідники виведені назовні прямо із блока живлення), і орієнтовані більше на OEM-збирачів. Інші ж п'ять пристроїв: CHIEFTEC APS-550CB / 650CB / 750CB / 850CB / 1000C, потужністю від 550 до 1000 Вт, оснащені кабелями, що відстібають.

У даному огляді ми розглянемо блок живлення, який належить до першої підгрупи, а саме CHIEFTEC APS-550SB з номінальною потужністю 550 Вт.

Специфікація блока живлення CHIEFTEC APS-550SB:

 

Все цены на Chieftec+APS-550SB

 

Упаковка, комплект поставки та зовнішній вигляд

Оскільки блок живлення CHIEFTEC APS-550SB постачається в OEM-версії, то в комплекті з ним відсутній мережевий шнур живлення та кріпильні гвинти, що потрібно буде врахувати при купівлі.

CHIEFTEC APS-550SB має стандартний вигляд і розміри (155 х 150 х 87 мм), завдяки чому підійде для більшості комп'ютерних корпусів. Верхня панель закрита величезною решіткою типу «гриль», передня панель зроблена у вигляді сіточки із дрібними штампованими гніздами. Відзначимо, що «гриль» дещо «утоплений» у верхню кришку, тому встановлення блока живлення на дно комп'ютерного корпусу решіткою донизу не повинне викликати яких-небудь труднощів.

Інші панелі зроблені «глухими». Усі провідники розпаяні безпосередньо на друкованій платі й виходять назовні через круглий отвір. Таке технічне рішення характерне для бюджетних моделей і дозволяє знизити кінцеву вартість пристрою.

Основний 24-контактний роз’єм живлення ATX зроблений у нерозбірному вигляді. Для додаткового живлення процесора передбачений 4+4-контактний роз’єм. Живлення до відеокарти підводить через два 6+2-контактні роз’єми. Тому підключення навіть «топового» відеоприскорювача не стане проблемою. Єдиним недоліком є те, що роз’єми PCIE розташовані на одному кабелі дуже близько один до одного. У компактних корпусах це може викликати невеликі проблеми з їхнім підключенням.

Усі доступні типи роз’ємів, а також довжина проводів наведені в таблиці:

Кількість роз’ємів, а також довжина шнурів стандартна для пристроїв подібної потужності. На наш погляд, найкращим чином розташовані конектори PATA. Їхнє розташування тільки на одній лінії в деяких випадках може ускладнити підключення пристроїв усередині корпусу та спровокувати плутанину в кабелях (наприклад, якщо вентилятори з роз’ємами PATA розташовані на передній та задній панелях комп'ютерного корпусу).

На бічній панелі виробник помістив етикетку з технічними характеристиками. Потужність каналу +12В становить 495 Вт; лінії +3,3В і +5В мають максимальну сумарну потужність 120 Вт і здатні витримати навантаження по 22 А кожна. Канал +12В розділений на дві лінії, кожна з яких розрахована також на навантаження 22 А.

За енергоефективністю джерело живлення CHIEFTEC APS-550SB відповідає стандарту 80 PLUS Bronze, на що вказує зображення на етикетці. Нагадаємо, що блоки живлення стандартизуються 80 PLUS Bronze, якщо їхній ККД для напруги 230В при навантаженнях 20%, 50% і 100% не опускається нижче 81%, 85% і 81% відповідно.

Також варто відзначити широкий діапазон вхідних напруг - від 115 до 230В, що дозволяє відмовитися від зовнішніх стабілізаторів напруги живлення в умовах нестабільної електромережі.

Внутрішнє обладнання

Процес розбирання блока живлення досить простий, потрібно всього лише відкрутити чотири кріпильні гвинти на верхній кришці. Щоправда, у цьому випадку ви ризикуєте втратити гарантію на сам пристрій. Про це також нагадує стікер, наклеєний на одному із гвинтів.

Для охолодження внутрішніх компонентів блока живлення використовується 135-мм вентилятор GLOBE FAN RL4Z S1352512H. Буква «S» у маркуванні вказує на те, що тут використовується підшипник ковзання. Звичайно ж, не найкращий варіант у плані надійності, але це допомагає знизити вартість кінцевого продукту.

Більш повна специфікація вентилятора подана нижче в таблиці:

Для оптимізації повітряних потоків усередині блока живлення до вентилятора прикріплена невелика прозора пластикова пластина.

Схемотехніка моделі CHIEFTEC APS-550SB виконана за звичайним принципом групової стабілізації вихідних напруг, а отже ні про який DC-DC перетворювач мова не йде. Відзначаємо наявність модуля активної корекції коефіцієнта потужності та вхідного фільтра. Власне з нього й почнемо детальне знайомство із внутрішнім обладнанням CHIEFTEC APS-550SB.

Нагадаємо, що основне завдання EMI-фільтра - згладжування високочастотних перешкод, випромінюваних у мережу джерелом живлення. Виробник дещо заощадив на елементах цього вузла. Так, в його складі ми не дорахувалися двох Y-конденсаторів, розміри двох дроселів також не вражають. Зате до ізоляції компонентів немає ніяких претензій, усе зроблено якісно та надійно. 

Поруч розташований випрямний міст високовольтного кола та модуль активної корекції коефіцієнта потужності (APFC). Для охолодження ключів APFC використовується досить великий алюмінієвий радіатор. ШІМ-контролер APFC розпаяний на тильній стороні друкованої плати.

Силова частина APFC складається з одного польового транзистора (FMH20N60S1)і діода Шотткі (його номінал розглянути не вдалося).

Виробником вхідного конденсатора є тайванська компанія Kuan Kun Electronic Enterprise, більше відома під брендом Su'scon. Якість її продукції можна вважати середньою. Конденсатор, який встановлений в CHIEFTEC APS-550SB, має ємність 330 мкФ і розрахований на напругу 400 В та робочу температуру до 85°С.

Головний перетворювач побудований по звичайній напівмостовій (half-bridge) схемі із двома ключами. Для їхнього охолодження передбачений окремий великий радіатор. Крім ключів перетворювача, на ньому закріплений і транзистор чергової лінії живлення.

Випрямлення вихідних напруг здійснюється за допомогою діодних збірок, які, як ми знаємо, менш ефективні в порівнянні із транзисторами. Але з іншого боку, така топологія більш проста при виробництві, а отже і більш дешева. До того ж виробнику вдалося досягнути рівня ККД, відповідного до стандарту 80 PLUS Bronze, що є відмінним показником для подібного роду схемотехніки.

Система стабілізації напруг організована за груповим принципом, на що вказує велика котушка з обмотками каналів +5В і +12В. Для лінії +3,3В призначений окремий дросель меншого розміру.

За згладжування пульсацій відповідають електролітичні конденсатори від того ж бренду Su'scon. Щоправда, у цьому випадку вони вже належать до високотемпературної серії (до 105°С).

Контроль вихідних напруг (UVP/OVP) на всіх трьох каналах (+3,3В, +5В, +12В) здійснюється за допомогою мікросхеми Infinno ST9S313A-DAG.

Якість пайки досить хороша, особливо якщо враховувати, до якого цінового діапазону належить блок живлення CHIEFTEC APS-550SB.

Тестування

Крос навантажувальні характеристики

Згідно з нормами стандарту ATX12V, допустимий діапазон відхилень напруг для всіх ліній живлення становить ±5% від номіналу лінії.

Під час крос-навантажувальних тестів на основних лініях живлення були зафіксовані наступні відхилення напруг живлення:

• лінія +3,3В: від -3% до +2%;
• лінія +5В: від -2% до +4%;
• лінія +12В: від -2% до +3%.

У цілому, система стабілізації добре продемонструвала себе в даному тесті. На всіх лініях діапазон відхилення напруги не виходить за рамки допустимих норм.

Шуми та пульсації у всьому діапазоні напруг

Для стандарту ATX12V передбачені наступні допустимі норми, що стосуються рівня пульсацій (peak-to-peak):

• лінії +3,3В і +5В: 50 мВ;
• лінія +12В: 120 мВ.

На лінії живлення +3,3В рівень пульсацій не перевищував значення 50 мВ. А от на лініях +5В і +12В цей поріг був збільшений до 100 мВ. Для каналу +12В це не критично, а от для каналу +5В уже перевищує допустимі норми. Добре, що такі надмірні пульсації носять лише епізодичний характер і спостерігаються тільки при дуже великих навантаженнях.

Чергова лінія живлення +5VSB

Стан чергової лінії живлення моделі CHIEFTEC APS-550SB досить хороший. Залежно від навантаження напруга на ній змінюється в межах від 5,16 В до 5,05 В.

PFC

Таблиця, яка показує зміну PFC залежно від завантаження джерела живлення:

Навантаження* - навантаження у відсотковому відношенні до номінальної потужності блока живлення.

Модуль корекції коефіцієнта потужності блока живлення CHIEFTEC APS-550SB дуже добре справляється зі своїм завданням. Як видно з таблиці, уже при досягненні навантаження 150 Вт коефіцієнт PFC подолав позначку 0,9, максимальне ж значення (0,98) було зафіксоване при навантаженнях понад 350 Вт.

ККД

Тест реальної ефективності при різних навантаженнях підтвердив відповідність блока живлення CHIEFTEC APS-550SB стандарту 80 PLUS Bronze для напруги 230 В. Як видно із графіка, при навантаженнях 20%, 50% і 100% від номінальної потужності, ККД блока живлення перевищує 81%, 85% і 81% відповідно. Також відзначимо, що на всьому діапазоні реальних навантажень ККД був навіть на 1-2% вищим значень, покладених для «бронзових» джерел живлення.

Система охолодження та температурний режим

Побічно оцінити рівень шуму новинки можна за швидкістю обертання вентилятора при різній величині навантаження. Інтервал часу, після якого проводилося вимірювання швидкості обертання та наступне збільшення потужності, становив близько двадцяти хвилин. Результати вимірювання відзначені точками на графіку. При цьому температура навколишнього середовища для джерела живлення становила приблизно 27⁰С. Потрібно відзначити, що повітря усередині корпусу комп'ютера може бути куди гарячішим, зокрема, температура 40⁰С є цілком допустимою. У той же час, саме навантаження, створюване комп'ютерною системою, носить змінний характер, що полегшує температурний режим джерела живлення.

До позначки 150 Вт джерело живлення CHIEFTEC APS-550SB працює дуже тихо. Понад навантаження 150 Вт рівень шуму дещо підвищується, але залишається цілком комфортним. Варто визнати, що використання середньооборотистого вентилятора дало позитивний ефект, а заява виробника про низький шум - не просто маркетингові слова.

Зате від цього постраждав температурний режим блока живлення. Вище представлена карта температур компонентів джерела живлення при навантаженні 500 Вт (91% від номінальної потужності) після 20 хвилин роботи. Під час проведення експерименту було помічене сильне нагрівання силового трансформатора та дроселя групової стабілізації напруг +5В і +12В.

Із усього цього напрошується питання - чому виробник не встановив більш продуктивний вентилятор? Навіть із тієї самої серії «RL4Z X1352512YY». Наприклад, вентилятор GLOBE FAN RL4Z S1352512HH потужністю 6 Вт може розкручуватися до 2100 об/хв і забезпечувати в півтора рази більший повітряний потік у порівнянні з моделлю, встановленою тут. Та й шумові характеристики блока CHIEFTEC APS-550SB під час роботи також дозволять подібну заміну. 

OverLOAD

Незважаючи на погану систему охолодження, ми все-таки вирішили перевірити CHIEFTEC APS-550SB на перевантаження. Виявилося, що блок живлення має досить великий потенціал. Навантаження ми збільшували до 710 Вт, що рівно приросту +29,1% до номінальної потужності. При цьому значення напруг на вихідних лініях живленнях залишалися в межах норми. Захист за перевантаженням спрацьовував при досягненні позначки 730 Вт.

Але, знову ж повторимося, даний експеримент був проведений з метою з'ясування можливостей пристрою. При тривалій експлуатації джерела живлення  в такому режимі ви ризикуєте вивести його з ладу. Тим більше що компонентів, які реалізують захист від перегріву, ми тут не виявили.

Виходить, парадоксальна ситуація - CHIEFTEC APS-550SB має великий запас по потужності, але ви ним не можете скористатися через малоефективний вентилятор.

Практичні випробування на реальній конфігурації

Для побудови реальної комп'ютерної системи був задіяний потужний 6-ядерний процесор Intel Core i7-3930К, розігнаний до частоти 4,3 ГГц із підняттям напруги до 1,36 В. У якості відеоприскорювача ми використовували ZOTAC GeForce GTX 480 AMP!, яку по праву можна вважати найбільш «ненажерливою» серед відеокарт.

Вимірювання проводилося у двох режимах: простій і максимальне завантаження, яке створювалося утилітами Linpack і FurMark 1.10.4. Під час тестування загальне енергоспоживання системи вимірювалося за допомогою приладу Seasonic PowerAngel, напруга на лініях живлення +12В; +5В; +3,3В вимірювалася за допомогою мультиметра MASTECH MY64.

У результаті вимірювання напруги живлення на вихідних лініях живлення були отримані наступні значення:

Система стабілізації напруг без труднощів впоралася з дуже потужною ігровою конфігурацією. Усі напруги, незалежно від характеру навантаження, залишалися в межах допустимих норм. Невелике осідання напруги спостерігалося тільки на лінії +12В, але відхилення -0,4% навряд чи можна назвати істотним.

Рівень вхідного енергоспоживання в CHIEFTEC APS-550SB у різних режимах роботи («Idle», «Burn») співставний з показниками іншого «бронзового» блока живлення Seasonic M12II-650 Bronze.

Енергоспоживання в простої та у вимкненому стані комп'ютера

Енергоспоживання блока живлення CHIEFTEC APS-550SB у вимкненому стані комп'ютера та у сплячому режимі відповідає показникам висококласних джерел живлення.

Висновки

За підсумками тестування можна сказати, що дебют блока CHIEFTEC APS-550SB вдався. При порівняно невеликій вартості він має досить високий ККД (82 - 87%) і хорошу систему стабілізації живлення. Наявність двох 6+2-контактних роз’ємів дозволить підключати навіть «топові» відеокарти. Як показали тести, CHIEFTEC APS-550SB без проблем справляється з таким навантаженням, і навіть може короткочасно видавати 710 Вт (і це при номінальних 550 Вт). Непогане враження залишила й елементна база. Так, у деяких місцях виробник заощадив на компонентах. Але, краще не дорахуватися кількох елементів у вхідному фільтрі, ніж всього EMI-фільтра цілком.

Не дивлячись на все це, назвати CHIEFTEC APS-550SB відмінним блоком не можна. Виробник при проектуванні системи охолодження допустив один «косяк», який серйозно обмежив потенціал джерела живлення. Мова йде про встановлений вентилятор. Навіть на максимальних обертах при великому тривалому навантаженні спостерігається перегрівання деяких компонентів.

Новинка тільки недавно потрапила на прилавки вітчизняних магазинів, тому навряд чи ціну 60 доларів можна вважати остаточною. Але, навіть при такій вартості CHIEFTEC APS-550SB зможе похитнути позиції конкурентів на ринку недорогих блоків живлення.

Переваги:

• порівняно високий ККД (відповідність стандарту 80 PLUS Bronze);
• великий запас за потужністю (до +29,1%);
• наявність двох 6+2-контактних роз’ємів для додаткового живлення відеокарт;
• хороший стан напруги на лініях живлення +12В, +5В, +3,3В під великим навантаженням;
• низьке енергоспоживання в сплячому режимі та у вимкненому стані комп'ютера;
• низький рівень шуму на всьому діапазоні навантажень;
• повна підтримка процесорів лінійки Intel Haswell;
• активний метод компенсації реактивної потужності.

Особливості:

• усі роз’єми PATA знаходяться на одному кабелі.

Недоліки:

• встановлений вентилятор не справляється з охолодженням компонентів при великих тривалих навантаженнях;
• при великих навантаженнях рівень пульсацій на лінії +5В перевищує допустимі норми.

Автор: Сергій Мещанчук
Переклад: Олесь Пахолок

Висловлюємо подяку компанії CHIEFTEC за наданий для тестування блок живлення.

Висловлюємо подяку компаніям ASUS, Intel, ZOTAC, Thermalright, Transcend і Western Digital за надане для тестового стенду обладнання.