Огляд і тестування блока живлення Seasonic SSE-1001HE-12

Ми вже встигли познайомитися із промисловими блоками живлення Seasonic середнього і високого рівня. Тепер прийшов час розглянути й нижчий ціновий сегмент, який включає до свого складу моделі потужністю 50 – 150 Вт. Як виявилося, він же є чи не найнасиченішим: одних тільки вбудовуваних рішень (Embedded PSU) тут налічується цілих 6 штук. Щоб простіше було проводити порівняння із промисловими блоками живлення, які уже встигли побувати в нашій тестовій лабораторії, ми, знову ж, вибрали модель із 12-вольтовою лінією на виході та середніми показниками потужності (у цьому випадку 100 Вт). В номенклатурі компанії Sea Sonic Electronics такий пристрій зазначений як Seasonic SSE-1001HE-12.

Специфікація:

Зовнішній вигляд

Усі вбудовувані блоки живлення від Sea Sonic Electronics відрізняються дуже компактними розмірами, але модель Seasonic SSE-1001HE-12 побила всі рекорди – усього лише 129 х 38 х 97 мм. З такими габаритами її без проблем можна буде встановити практично в будь-якій ніші або ж сховати від сторонніх очей. Порівняно невелика потужність дозволила відмовитися від використання вентилятора та застосувати повністю пасивний тип системи охолодження. Таким чином, даний блок живлення на всьому діапазоні навантажень не видаватиме ні єдиного звуку. В принципі, не найважливіший фактор для промислових рішень, але, можливо, у якийсь ситуації й пригодиться.

Корпус блока живлення, крім перфорованої кришки (вона зі сталі), виконаний із алюмінію товщиною 1,5 мм. Незважаючи на приналежність пристрою до початкового рівня, на його матеріалах не заощаджували.

Роз’єми живлення представлені сімома клемами з фіксуючими гвинтами, які для більшої безпеки закриті зверху пластиковою прозорою кришкою. Дві крайні ліві клеми призначені для приєднання вхідного живлення змінного типу, далі слідує заземлення та чотири виходи для подачі постійної напруги (два -12 В і два +12 В).

Згідно з інформацією на етикетці, максимальне навантаження на блок живлення не повинне перевищувати 102 Вт або 8,5 А по лінії +12В. Також відзначимо, що модель Seasonic SSE-1001HE-12 може працювати в досить широкому діапазоні вхідних напруг (100 – 240 В), що буде актуально у випадку використання її в умовах нестабільної електромережі.

Внутрішнє обладнання

Як і інші промислові рішення, які випускаються під брендом Seasonic, тестований пристрій розроблений самою ж компанією Sea Sonic Electronics. Оскільки потужність блока живлення порівняно невелика, то цілком логічно, що в якості його основи була обрана стандартна напівмостова схема з однією силовою збіркою для випрямлення вихідної напруги.

Втім, таке інженерне рішення не можна вважати економією на деталях, а скоріше раціональним підходом при проектуванні. Для підтвердження цих слів достатньо поглянути на номінали використовуваних компонентів і їх виробників. Наприклад, у жодному колі ми не знайшли ні тайванських, ні тим більше китайських електролітичних конденсаторів – усі «чистокровні японці» від таких всесвітньо відомих брендів як Nippon Chemi-Con і Rubycon.

Високовольтна частина зустрічає нас повноцінним фільтром мережевих перешкод і 6-амперною діодною збіркою GBU606, яка обладнана своїм власним радіатором. Хоча струми через неї протікають і невеликі, але все-таки не будемо забувати, що в Seasonic SSE-1001HE-12 немає активного охолодження. Та й сам блок живлення теоретично можуть розмістити в місці, яке погано продувається, тому додатковий радіатор точно не зашкодить.

Охолоджувачем інших силових компонентів високовольтного кола виступає сам корпус пристрою: через алюмінієву пластину та термопрокладку з ним контактують ключі активного модуля корекції коефіцієнта потужності (APFC) і головного перетворювача (пара транзисторів M12N50F).

Керуюча логіка блока живлення представлена мікросхемою AN-6920MR (PFC/PWM комбо-контролер) і винесена на окрему друковану плату. Накопичувальний конденсатор високовольтного кола має параметри 100 мкФ х 450 В і розрахований на робочі температури до 105°С. Далеко не кожен комп'ютерний блок живлення може похвалитися наявністю таких комплектуючих, не кажучи вже про конкурентні промислові рішення.

У низьковольтному колі ми можемо спостерігати ще один алюмінієвий радіатор. Він відводить тепло від силового трансформатора, і на нього ж посаджена одна силова збірка для випрямлення напруги +12В. Для фільтрації перешкод на виходах блока живлення використовуються чотири конденсатори ємністю 2200 мкФ, які також здатні функціонувати в більш суворих умовах (при температурах до 105°С замість стандартних 85°С).

Система захистів тестованої моделі традиційно представлена трьома типами: від короткого замикання (SCP), від підвищеної напруги на виході (OVP) і від перевантаження (OPP). Біля клем додатково встановлений потенціометр, за допомогою якого можна плавно регулювати вихідну напругу в межах від +10,8 до +13,2 В. На практиці діапазон виявився трохи ширшим і склав +10,14…+14,2 В.

Тестування

Стабільність вихідної напруги живлення в різних режимах роботи

Залежно від навантаження напруга живлення на виході пристрою змінювалася в межах від +12,07 до +12 В, що в переведенні на відносні величини становить +0,6…0%. Також був проведений дослід із різними значеннями вхідної напруги. Поступово змінюючи її з 100 до 240 В на 12-вольтовій лінії, ми спостерігали коливання в межах +12,01…+12,02 В. Із цього можна зробити висновок, що зі стабільністю вихідної напруги в Seasonic SSE-1001HE-12 повний порядок.

Вимірювання коефіцієнта PFC і рівня ККД

Модуль APFC також без проблем справлявся зі своїм завданням: уже при навантаженні 50 Вт коефіцієнт склав 0,87, а в піку (при споживаній потужності 100 Вт) і зовсім досягнув значення 0,98.

Як ми й передбачали, використання більш простої схемотехніки не особливо позначилося на вихідних параметрах, зокрема, на ККД блока живлення: на діапазоні навантажень 40 – 100 Вт цей показник коливався від 90 до 94%. І навіть при малих значеннях споживаної потужності (близько 20 Вт) ми не зафіксували якогось катастрофічного падіння ефективності − цілком прийнятні 85%.

Система охолодження

Для оцінки ефективності системи охолодження ми керувалися температурними показниками, які були зафіксовані після 30-хвилинної роботи блока живлення під навантаженням 90 Вт.

Як видно з діаграми, нагрівання усіх компонентів не просто в нормі, але й ще залишається досить солідний запас до критичних значень. Корпус пристрою, який, як ми пам'ятаємо, також є частиною системи охолодження, розігрівався й зовсім до якихось смішних 38°С.

Тест на перевантаження та вимірювання енергоспоживання в режимі простою

Захист від перевантаження (OPP) спрацьовував на позначці 110 Вт, що відповідає 8-відсотковому збільшенню до номінальної потужності. Начебто й небагато, але від малопотужних промислових рішень ніхто і не вимагає великих значень.

Енергоспоживання в режимі простою (без навантаження) склало 2 Вт.

Висновки

Модель Seasonic SSE-1001HE-12 потужністю 100 Вт являє прекрасний приклад раціонального підходу при побудові промислових блоків живлення. У її основі лежить цілком стандартна схема перетворення електричного струму, але це не стало перешкодою для досягнення високих характеристик. Даний блок живлення здатний прекрасно працювати при будь-якому рівні вхідної напруги (100 – 240 В), демонструючи на виході стабільно високий ККД (85 – 94 %) і відмінний стан напруги на 12-вольтовій лінії (максимальне відхилення напруги склало всього лише 0,6%). Величина навантаження також ніяк не позначилася на озвучених вище показниках.

Природно, у досягненні таких результатів важливу роль зіграло використання якісних компонентів з великим запасом міцності та продуманого компонування внутрішнього простору. Завдяки останньому аспекту вдалося відмовитися від застосування вентилятора, не пожертвувавши при цьому ефективністю охолодження. Тобто загальна надійність пристрою в цілому тільки збільшилася, що для промислових рішень є далеко не останнім фактором.

Оскільки вже ми почали розмову про якість і надійність, то не зайвим буде додати, що в моделі Seasonic SSE-1001HE-12 встановлені винятково японські конденсатори, присутній модуль APFC і повноцінний фільтр мережевих перешкод, є підтримка основних типів захистів (OVP, OPP, SCP), а робочий температурний діапазон становить від -30°С до +70°С. Погодьтеся, непогано, як для промислового блока живлення початкового рівня.

Переваги:

• дуже компактні розміри (129 х 38 х 97 мм);
• на діапазоні навантажень 20 – 100 Вт ККД пристрою становить 85 – 94%;
• наявність 8%-ого запасу за потужністю;
• якісна елементна база з великим запасом міцності;
• відмінна стабілізація живлення на виході;
• можливість роботи в широкому діапазоні мережевої напруги;
• можливість ручного підлаштування вихідної напруги в межах від +10,14 до +14,2 В;
• наявність захистів OVP, OPP і SCP;
• ефективна система охолодження;
• відсутність якого-небудь шуму під час роботи.

Особливості:

• промисловий блок живлення з 12-вольтовою лінією на виході.

Автор: Сергій Мещанчук

Переклад: Олесь Пахолок

Висловлюємо подяку компанії Sea Sonic Electronics за наданий для тестування блок живлення.