Огляд і тестування блока живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC

Новий рік ознаменувався наступним збільшення ефективності комп'ютерних джерел живлення. Компанія Sea Sonic Electronics випустила одразу декілька моделей, які відповідають стандарту 80 PLUS Gold. Причому нові блоки живлення з'явилися як у сегменті рішень дуже великої потужності, так і в лінійці компактних блоків живлення для HTPC. У форм-факторі TFX з'явилося одразу чотири моделі Seasonic потужністю 300 і 350 Вт, які сертифіковані 80 PLUS Gold: SS-350TGW Active PFC, SS-350TGM Active PFC, SS-300TGW Active PFC і SS-300TGM Active PFC. Індексом «M» позначаються модульні моделі, а індекс «W» мають блоки живлення звичайного виконання. Як приклад нових рішень ми протестуємо блок живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC потужністю 300 Вт, який можна порівнювати з попереднім рішенням Seasonic SS-300TFX Active PFC, для якого був характерний стандарт енергоефективності 80 PLUS Bronze. При цьому звернемо увагу на те, що вартість нового рішення Seasonic SS-300TGW на даний момент становить 65$, а Seasonic SS-300TFX у роздробі можна придбати за 55$. Тому буде цікаво з'ясувати, 10$ доплати треба тільки лише за кращу ефективність, чи нова модель має ще якісь додаткові особливості та переваги?

Специфікація блока живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC: 

Блок живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC належить до OEM-серії і тому він позбавлений упаковки і комплектації, у якій найбільше цікавить мережний шнур живлення. Відзначимо, що ОЕМ-продукція компанії Sea Sonic Electronics призначена, в першу чергу, для інтеграторів, тому вона поширюється в партіях від 10 штук.

Габаритні розміри корпуса блока живлення Seasonic SS-300TGW досить компактні. Довжина його становить 175 мм, ширина – 85 мм, а висота 63,5 мм. У порівнянні з блоком живлення Seasonic SS-300TFX була зменшена висота корпуса. У попередньої моделі вентилятор «виступав» за основні габаритні розміри на 7 мм. Корпус Seasonic SS-300TGW має правильну прямокутну форму.

На задній панелі блока живлення Seasonic SS-300TGW розміщається роз’єм для підключення мережного шнура і вентиляційна сітка з дрібними шестикутними отворами. Місця для кнопки відключення мережного живлення джерела настільки компактних розмірів вже не передбачається.

Сам корпус виконаний з досить жорсткої SECC сталі. У передній частині є виріз, у який виведені кабелі блока живлення через пластикове кільце.

Вентилятор розміром 80 мм розміщений на бічній стороні, ближче до передньої панелі. Таким чином, повітряний потік повинен буде проходити через весь внутрішній простір блока живлення Seasonic SS-300TGW.

Поруч з вентилятором розміщається наклейка з покажчиком, що вентилятор може не обертатися, якщо навантаження не перевищує 50%. Таким чином, бачимо натяк на реалізацію гібридної системи охолодження в блоці живлення Seasonic SS-300TGW, що стає можливим за рахунок більш високого ККД, а отже і меншого нагрівання.

На етикетці блока живлення Seasonic SS-300TGW, як і повинно бути, відображаються навантажувальні характеристики джерела живлення і параметри вхідної напруги. Для лінії +12В заявлено два канали по 18 А з загальною максимальною потужністю 300 Вт. Той факт, що загальна потужність блока живлення близька до потужності ліній +12В говорить про те, що швидше за все даний блок живлення виконаний за принципом DC-DC, що також пояснює і його високий ККД, який ми ще перевіримо протягом тестування. Навантажувальні можливості лінії +3,3В рівні 10 А, а лінія +5В розрахована на струм в 15 А. Сумарна потужність ліній +3,3В і +5В становить 70 Вт, чого буде досить для забезпечення живленням рядового ПК і тим більше системи класу HTPC. Позитивною якістю Seasonic SS-300TGW Active PFC є і широкий діапазон вхідної напруги від 110 до 240 В. Цей факт дозволяє меншою мірою турбуватися про стан напруги в мережі. Також на етикетці відзначається і сертифікація згідно стандартам 80 PLUS Gold і наявність сертифікації Євросоюзу.

В оснащенні кабелів Seasonic SS-300TGW Active PFC все також відсутній роз’єм PCIE, який міг би згодиться у випадку складання малопотужної ігрової системи, але є одразу три роз’єми SATA. Крім того для підключення периферійних пристроїв можуть допомогти роз’єми PATA і FDD.

Основний роз’єм живлення Seasonic SS-300TGW представлений в універсальному 20+4-контактному вигляді, а для живлення процесора призначається 4-контактний роз’єм ATX12V.

Довжина кабелів Seasonic SS-300TGW Active PFC:

Розбирається блок живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC просто після викручування чотирьох гвинтів.

У якості активного елемента охолодження джерела живлення використовується досить продуктивний девятилопасний вентилятор ADDA AD0812MB-D90 розміром 80 мм, заснований на шарикопідшипнику.

Специфікація:

Електронна схема блока живлення Seasonic SS-300TGW дуже щільно скомпонована всередині корпуса. Причому основна схема виконана на двосторонньому текстоліті зеленого кольору.

Блок живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC виконаний по сучасному принципу DC-DC з активним модулем корекції коефіцієнта потужності. В основі блока живлення лежить LLC-перетворювач з синхронним випрямленням на вторинній стороні напруги +12В. Це і повинно дозволити забезпечити високу ефективність, відповідно стандарту 80 PLUS Gold.

У вхідних ланцюгах встановлений конденсатор ємністю 180 мкФ, розрахований на напругу 420 В компанії Rubycon. Судячи з габаритів трансформатора, дроселів і радіатора, перед нами дійсно рішення потужністю 300 Вт. Принаймні, зовні блок живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC складає гарне враження надійного рішення.

Плата з ШІМ-перетворювачем напруги +3,3В і +5В реалізована на окремій схемі, яка змонтована над основною схемою. У схемі фільтрації лінії +12В використовуються конденсатори з рідким електролітом, також від компанії Rubycon.

Напруга +12 В підходить до автономної схеми за допомогою відносно товстих алюмінієвих шин. Для згладжування пульсацій на цій платі вже використовуються конденсатори полімерного типу.

На звороті плати можна оцінити дуже гарну якість пайки і побачити транзистори схеми випрямлення +12В.

Схема керування блока живлення Seasonic SS-300TGW знаходиться на окремій платі.

Схема керування базується на резонансному контролері Infineon ICE2HS01G.

Тестування 

Крос навантажувальні характеристики

Напруга на лінії +3,3В була дуже стабільною, відхиляючись лише в межах 2%.

 

Також дуже стабільною була напруга і на лінії +5В.

Напруга на лінії +12В при проходженні КНХ також було стабільною, відхиляючись лише на +2%.

Шуми і пульсації у всьому діапазоні напруги 

Пульсації на лінії +3,3В в середньому рівна 18 мВ, що є дуже гарним показником.

Пульсації на лінії +5В виявилися трохи більшими, в середньому досягаючи 30 мВ.

На лінії +12В був зафіксований досить низький рівень пульсацій, в середньому приблизно складовий 22 мВ.

Чергова лінія живлення +5 VSB

Стан чергової лінії живлення блока живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC дуже гарний. Залежно від навантаження, напруга на черговій лінії живлення змінюється в межах від 5,12 В до 5,05 В.

PFC 

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

Модуль корекції коефіцієнта потужності блока живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC відмінно справляється з своїм завданням. Максимальний зафіксований коефіцієнт при навантаженні 300 Вт становив 0,99.

ККД

Блок живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC має дуже високий ККД, який дійсно відповідає сертифікації 80 PLUS Gold для напруги 230 В. При навантаженні рівній половині номінальної потужності ефективність досягає максимального значення 92%. При повносу навантаженні вона знижується до 89,4, що також є дуже високим показником.

Система охолодження

Побічно оцінити рівень шуму блока живлення можна по швидкості обертання вентилятора при різній величині навантаження. Інтервал часу, після якого проводився вимір швидкості обертання і наступне збільшення потужності, становив близько двадцяти хвилин. Результати виміру відзначені крапками на графіку. При цьому температура навколишнього середовища для джерела живлення приблизно складала 27ºС. Тут же потрібно відзначити, повітря всередині корпуса комп'ютера може бути куди гарячіше, зокрема температура 40ºС є цілком припустимою для продуктивного компактного комп'ютера. Водночас саме навантаження, створюване комп'ютерною системою, носить змінний характер, що полегшує температурний режим джерела живлення.

Як і стверджував виробник, при навантаженні до 50%, що відповідає потужності 150 Вт, вентилятор системи охолодження не обертається і фактично до потужності в 200 Вт працює в дуже тихому режимі. З урахуванням того, що на даний момент більшість мультимедійних систем навіть з невеликим ухилом на ігри навряд чи будуть споживати більше 200 Вт, блок живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC бачиться ідеальним рішенням для дуже тихих і безшумних систем. При максимальному навантаженні вентилятор розкручується до обертів близьких до максимальних і вже створює помітний шумовий фон середнього рівня. Нагрівання компонентів навіть після тривалої роботи при максимальній потужності можна назвати помірним. Для прикладу, сильніше всього з боку вентилятора грівся трансформатор, температура якого досягала всього 60ºС.

Вплив зміни вхідної мережевої напруги 

Працездатність блока живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC при різних значеннях вхідної мережевої напруги перевірялася при 80% завантаженні. Навантаження на лінії +5У и +3,3В складало 52 Вт, а загальне навантаження було рівне 234 Вт. Показником працездатності була величина вихідної напруги.  

Блок живлення справно працював у всьому заявленому в специфікації діапазоні вхідної напруги від 100 В до 240 В.

OverLOAD 

Блок живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC цілком нормально зміг впоратися з навантаженням в 350 Вт, при цьому напруга на вихідних лініях живлення було далекою від критичних значень. Захист по перевантаженню спрацював на потужності в 375 Вт. Взагалі, для цього типу блока живлення запас потужності малоцікавий, тому що для мультимедійних систем 300 Вт це і без того дуже велика потужність.

Практичні випробування на реальній конфігурації  

Для побудови реальної комп'ютерної системи ми використали досить економічну систему на процесорі Intel Core-i5 661 і материнській платі MSI H57M-ED65 у комбінації з відеокартою MSI R4850-2D1G-OC (Radeon HD 4850). Враховуючи дуже позитивні результати тестування стендом, можна було очікувати, що блок живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC зміг би впоратися і з більш потужною конфігурацією. Але дуже обмежена кількість роз’ємів не дозволяють перевірити цей факт. Додаткове живлення до відеокарти на графічному процесорі Radeon HD 4850 довелося подавати через перехідник.

Тестова конфігурація:

Виміри проводилися у двох режимах: у простої і максимальному завантаження, яке створювалося за допомогою програмного тесту блока живлення OCCT Perestroika 3.1.0. Під час тестування вимірялося загальне енергоспоживання системи за допомогою приладу Seasonic Power Angel, а також вимірялася напруга на лініях живлення +12В; +5В; +3,3В за допомогою мультиметра MASTECH MY64.

В результаті виміру напруги живлення на вихідних лініях живлення були отримані наступні значення:

Під час тестування блока живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC на реальній конфігурації спостерігалися лише невеликі відхилення напруги, на відміну від інших менш якісних джерел живлення з більшою заявленою потужністю. Набагато більша ефективність перетворення блока живлення Seasonic SS-300TGW обумовлює і менше загальне енергоспоживання в порівнянні з представленими опонентами.

Енергоспоживання у простої і у виключеному стані ПК 

У виключеному стані ПК і в сплячому режимі енергоспоживання блока живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC таке ж низьке, як в інших джерел живлення.

Висновки 

Блок живлення Seasonic SS-300TGW Active PFC можна назвати одним з кращих рішень форм-фактору TFX для побудови систем HTPC, який поєднує в собі високу надійність, дуже низький рівень шуму і високу ефективність. Нове рішення, відповідне стандарту 80 PLUS Gold, вийшло завдяки використанню сучасної схемотехніки DC-DC з синхронним випрямлячем і високій якості реалізації. Нарівні з високою ефективністю, порадувала гібридна система охолодження, яка функціонує в пасивному режимі при навантаженні менше 50% і до 200 Вт працює дуже тихо. Номінальної потужності блока живлення Seasonic SS-300TGW в 300 Вт повинно бути досить фактично для будь-якої компактної низькопрофільної мультимедійної системи. До умовного недоліку можна віднести лише відсутність роз’ємів для відеокарт PCIE, враховуючи потужність Seasonic SS-300TGW і вимоги сучасних комп'ютерних систем, що зробило його більш універсальним.

Переваги:

• дуже високий рівень ККД;
• гібридна система охолодження;
• висока стабільність напруги;
• дуже низькі пульсації і низькі осідання напруги при навантаженні;
• можливість роботи в широкому діапазоні мережевої напруги;
• активний метод компенсації реактивної потужності.

До недоліків можна віднести:

• відсутність роз’єму живлення PCIE для відеокарт.

Автор: Дмитро Масюк
Переклад: Анна Смірнова

Блок живлення для тестування був наданий компанією «Сінтекс»(дистриб’ютор Sea Sonic Electronics в Україні).

Висловлюємо подяку компаніям Intel і MSI за надане для тестового стенда обладнання.