Огляд і тестування блока живлення Seasonic X-650 (SS-650KM3)

Протягом великого відрізку часу серія джерел живлення з індексом «Х» була флагманською в компанії Sea Sonic Electronics. Лише недавно таке почесне звання перейшло до лінійки Seasonic Platinum. Незважаючи на це, виробник не став концентруватися на просуванні тільки «платинових» пристроїв, приділяючи велику увагу розвитку й інших серій. Зокрема, мова йде про моделі, відповідні до стандарту 80 PLUS Gold. У попередніх оглядах ми вже відзначали, що на початку року компанія зробила поділ «золотих» пристроїв на дві лінійки - Seasonic G і Seasonic X. Якщо пристрої з індексом «G» ще можна вважати новинками на вітчизняному ринку комплектуючих, то блоки живлення із серії «X» уже добре знайомі багатьом користувачам, причому не тільки в нашій країні, але й по усьому світу. Тому навряд чи герой даного огляду, Seasonic X-650 (SS-650KM3), потребує особливого представлення. Приналежність його до серії Seasonic X говорить сама за себе. 

Специфікація блока живлення Seasonic X-650:

 

Все цены на Sea+Sonic+SS- 650KM3

Упаковка, комплект поставки та зовнішній вигляд

Блок живлення Seasonic X-650 постачається в коробці зі щільного картону, яка забезпечує захист від ударів і можливих механічних ушкоджень. Виробник не став змінювати традицію, використавши в оформленні упаковки якісну поліграфію, витриману в чорно-жовтих кольорах. Лицьова сторона малоінформативна - тут відзначені тільки номінальна потужність пристрою (650 Вт) і клас енергоефективності (80 PLUS Gold).

Традиційно більше технічної інформації можна виявити на звороті коробки. З основних особливостей відзначимо використання запатентованої конструкції низьковольтної частини (DC-DC перетворювачі розташовуються на платі з модульними роз’ємами), японських конденсаторів у всіх вузлах і гібридної системи охолодження. Не зайвим буде згадати і про 7-річний гарантійний термін, що вселяє надію у високу якість блока живлення.

В Seasonic X-650 використовується гібридна система охолодження під назвою «S3FC», яка добре зарекомендувала себе у фірмових «платинових» блоках живлення. Її основна відмінність від звичайної полягає в тому, що до досягнення певної температури, вентилятор не обертається зовсім, а після цього частота обертання його лопатей визначається температурою та рівнем навантаження. Тобто при малих навантаженнях, у цьому випадку до 20% (±5%) від номіналу, Seasonic X-650 абсолютно безшумний. На практиці ми вже неодноразово переконувалися, що поріг ввімкнення вентилятора досить сильно зміщається убік більшого навантаження, якщо усередині комп'ютерного корпусу присутня активна циркуляція повітря.

Комплект поставки моделі Seasonic X-650 досить багатий і включає все необхідне, що може знадобитися користувачу в процесі встановлення та підключення пристрою, а саме:

• мережевий шнур живлення;
• гвинти для кріплення;
• модульні кабелі, які знаходяться у спеціальній сумочці;
• п'ять хомутів і три стяжки на липучках для фіксації проводів;
• наклейку з логотипом компанії;
• інструкцію.

Комплект модульних кабелів не представлений на зображенні, з ним ми більш детально познайомимося трохи пізніше.

Для кращого захисту виробник упакував блок живлення у фірмовий матер'яний мішечок із золотистим логотипом компанії.

Для багатьох читачів дизайн Seasonic X-650 здасться досить знайомим. Дійсно, він нічим не відрізняється від «платинових» моделей, причому це стосується як зовнішнього оформлення, так і розмірів. Габарити Seasonic X-650 становлять 150 х 160 х 86 мм, а це означає, що даний блок живлення підійде для переважної більшості комп'ютерних корпусів. На верхній кришці, замість звичайного «гриля», встановлена штампована решітка з гніздами у вигляді бджолиного стільника. За словами виробника, така конструкція краще позначається на опорі повітряному потоку. Також вентиляційні отвори знаходяться і на передній стінці корпусу, а інші панелі зроблені суцільними.

На задню стінку винесені роз’єми для підключення кабелів живлення. Усі вони мають модульний дизайн, включаючи навіть ті, що використовуються для живлення материнської плати та процесора. Таке технічне рішення дозволяє помітно спростити підключення комплектуючих усередині комп'ютерного корпусу. Крім того, усі роз’єми підписані та мають різну конструкцію, що виключає варіант використання якого-небудь кабелю для приєднання не того пристрою.

Праворуч зверху знаходиться тумблер, за допомогою якого здійснюється вибір режиму роботи системи керування швидкістю обертання вентилятора. Це може бути або гібридний режим (Hybrid), коли вентилятор функціонує за схемою описаною вище, або звичайний режим (Normal) - вентилятор обертається завжди, навіть при мінімальному навантаженні. Тобто користувач сам може визначити, який варіант є більш кращим у його випадку. Наприклад, режим Normal буде корисний, якщо блок живлення свідомо експлуатується в середовищі з підвищеною температурою.

Від’єднувані кабелі зроблені у вигляді шлейфів, що позитивним чином позначається на зручності роботі з ними. Основний 20+4-контактний роз’єм живлення ATX виконаний у розбірному вигляді. Для додаткового живлення процесора передбачені два конектори ATX12V: 8-контактний і 4+4-контактний.

Живлення до відеокарт підводиться через чотири 6+2-контактні роз’єми, що дозволить підключити навіть два «топові» відеоприскорювачі без використання сторонніх перехідників. Для 650-ватних блоків живлення це рідкість.

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

Набір модульних кабелів, звичайно, вражає. Таку ж кількість проводів ми бачили і в «платиновому» Seasonic Platinum 660. Приємно, що по багатьох пунктах «молодша» лінійка блоків живлення нічим не поступається «топовій» серії.

На одній із бічних стінок знаходиться етикетка з технічними характеристиками. Потужність каналу +12В становить 648 Вт, що практично повністю відповідає номінальній потужності блока живлення. Як і в більшості якісних рішень з високим рівнем ККД, канал +12В виконаний у вигляді однієї лінії, а не розділений на кілька «віртуальних», і розрахований на велике навантаження - 54 А. Лінії +3,3В і +5В мають максимальну сумарну потужність 125 Вт і здатні витримати навантаження по 25 А кожна, чого буде цілком достатньо для сучасних комплектуючих.

За енергоефективністю модель Seasonic X-650 відповідає стандарту 80 PLUS Gold, на що вказує відповідне зображення на етикетці. Нагадаємо, що блоки живлення стандартизуються 80 PLUS Gold, якщо їхній ККД для напруги 230В при навантаженнях 20%, 50% і 100% не опускається нижче 88%, 92% і 88% відповідно.

Також варто відзначити широкий діапазон вхідних напруг - від 100 до 240В, що дозволяє відмовитися від зовнішніх стабілізаторів напруги живлення в умовах нестабільної електромережі.

Внутрішнє обладнання

Процес розбирання Seasonic X-650 досить простий, потрібно всього лише відкрутити чотири кріпильні гвинти на верхній кришці. Щоправда, у цьому випадку ви ризикуєте втратити гарантію на сам блок живлення. Про це також нагадує стікер, наклеєний на одному із гвинтів.

Для охолодження внутрішніх компонентів цієї моделі використовується 120-мм 7-лопатевий вентилятор SANYO DENKI San Ace 120 9S1212F404, оснований на кульковому підшипнику. Він відмінно себе зарекомендував в «платинових» рішеннях, тому вибір його в якості активної частини системи охолодження цілком виправданий.

Технічні характеристики вентилятора SANYO DENKI San Ace 120 9S1212F404:

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

В Seasonic X-650 використовується прогресивна платформа власної розробки компанії під назвою «KM3». На ній побудовані майже всі моделі із серії Seasonic Platinum, які продемонстрували відмінні результати під час тестування. Тому є всі передумови і тут побачити хороші показники. Для порівняння приводимо зображення внутрішнього обладнання блока живлення Seasonic Platinum 660:

Видно, що компонування основних вузлів залишилося таким же. Давайте подивимося, чи є зміни в елементній базі в порівнянні з «платиновою» 660-ватною моделлю.

На вході встановлений фільтр для згладжування високочастотних перешкод, випромінюваних у мережу блоком живлення. Традиційно він розділений на дві частини: одна розташована біля клем мережевої розетки та екранована за допомогою металевої фольги, інша знаходиться на головній друкованій платі. EMI-фільтр включає всі необхідні компоненти (шість Y- і три Х-конденсатори, три феритові котушки та варистор), тому можна з упевненістю говорити, що зі своїм завданням він буде справлятися на відмінно.

Випрямний міст складається із двох діодних збірок GBJ1506, які охолоджуються окремим радіатором. Поруч розташований ще один вузол, без якого важко уявити якісний сучасний блок живлення - активний модуль корекції коефіцієнта потужності (APFC). Роботою APFC керує ШІМ-контролер NCP1654. Він розпаяний на невеликій друкованій платі біля конденсаторів високовольтного кола.

Силова частина APFC включає діод Шотткі SiC SCS106AG і пару польових транзисторів Infineon 5R250P з низьким опором відкритого каналу (усього лише 0,25 Ом). Для їхнього охолодження також передбачений окремий радіатор, але цього разу значно більших розмірів.

Вхідні конденсатори такі ж, як і в блоці Seasonic Platinum 660. Причому збігається не тільки назва виробника (японська компанія Nippon Chemi-Con), але й номінал елементів (220 мкФ х 420 В, робоча температура до 105°С). Сумарна ємність даного вузла становить 440 мкФ, що є відмінним показником для 650-ватного пристрою.

Головний перетворювач побудований за повномостовою (full bridge) схемою. Чотири ключі Infineon 5R399P охолоджуються окремим алюмінієвим радіатором. Їхньою роботою керує ШІМ-контролер CM6901 від Champion Microelectronics.

Біля силового трансформатора розташований вузол чергової лінії живлення +5VSB, оснований на мікросхемі ICE2QR4765.    

У всіх високоефективних блоках живлення в низьковольтній частині використовується синхронний випрямляч із DC-DC перетворювачами, і Seasonic X-650 не став виключенням. Силові транзистори, які беруть участь у формуванні напруги живлення +12 В, розташовані на окремій платі та закриті великим П-подібним радіатором. На самому краю радіатора закріплений термодатчик, за допомогою якого здійснюється керування швидкістю обертання вентилятора.

До речі, цей же радіатор впаяний у металеву пластину на звороті друкованої плати, яка через шар теплопровідного матеріалу контактує з кришкою блока живлення. Іншими словами, увесь корпус джерела живлення виступає своєрідним радіатором.

В Seasonic X-650 використовується добре знайома нам конструкція DC-DC перетворювачів, коли їхня силова частина і LC-фільтри розташовуються разом із частиною модульних роз’ємів на одній друкованій платі. Таке технічне рішення дозволяє відмовитися від підводних проводів до роз’ємів, які використовують напруги +3,3В і +5В, а також виключити зайві втрати енергії.

У формуванні ліній +3,3В і +5В беруть участь шість транзисторів Infineon BSC0906NS (по три на кожному каналі). Їхнє нагрівання під час роботи настільки маленьке (опір у відкритому стані всього 4,5 мОм), що цілком вистачає і обдування встановленим вентилятором. Керування DC-DC перетворювачами лежить на плечах ШІМ-контролера APW7159.

На звороті плати розташовані інші елементи DC-DC конвертерів, зокрема: два дроселі та фільтруючі конденсатори (470 мкФ х 16 В і 560 мкФ х 6,3 В). Як видно зі світлини, на лініях +3,3В і +5В використовуються конденсатори тільки полімерного типу.

Крім твердотільних конденсаторів на каналі +12В можна виявити і кілька елементів з рідким електролітом (2200 мкФ х 16 В). Їхнім виробником є відома японська компанія United Chemi-Con, а самі елементи належать до високотемпературної серії (до 105°С). Усе це говорить про високу якість і дозволяє розраховувати на їхній тривалий термін служби.

Система захистів побудована на основі мікросхеми Weltrend WT7527V, яка забезпечує контроль напруг (UVP/OVP) на всіх трьох каналах (+3,3В, +5В, +12В) і захист від перевантаження за струмом (OCP). Інші види захистів (від короткого замикання/перевантаження/перегріву) реалізовані іншими компонентами блока живлення.

До якості пайки немає ніяких претензій, вона на висоті. Усі доріжки рівні, патьоків та інших недоліків не виявлено. Відзначимо, що на даній світлині також добре помітні області, через які частина тепла приділяється на корпус блока живлення.

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:

• лінія +3,3В: від -1% до +2%;
• лінія +5В: від -1% до +1%;
• лінія +12В: від 0% до +2%.

Система стабілізації відмінно продемонструвала себе в даному тесті. На всіх лініях діапазон відхилень напруги був значно нижчий 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.

Хороше враження залишив і вузол фільтрації вихідних напруг. Рівень пульсацій на лініях +3,3 В і +5 В не перевищував допустимих 50 мВ, а на лінії +12 В – 75 мВ. Причому в останньому випадку розмах амплітуди (peak-to-peak) був значно нижчий допустимих 120 мВ.

Чергова лінія живлення +5VSB

Стан чергової лінії живлення моделі Seasonic X-650 досить хороший. Залежно від навантаження, напруга на ній змінюється в межах від 5,16 В до 5,08 В.

PFC

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

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

Модуль корекції коефіцієнта потужності блока живлення Seasonic X-650 дуже добре справляється зі своїм завданням. Як видно з таблиці, уже при досягненні навантаження 200 Вт коефіцієнт PFC подолав позначку 0,9, максимальне ж значення (0,97) було зафіксоване при навантаженнях понад 470 Вт.

ККД

Тест реальної ефективності при різних навантаженнях підтвердив відповідність моделі Seasonic X-650 стандарту 80 PLUS Gold для напруги 230 В. Як видно із графіка, при навантаженнях 20%, 50% і 100% від номінальної потужності ККД блока живлення перевищує 88%, 92% і 88% відповідно. Більше того, при навантаженнях понад 200 Вт, ККД пристрою не опускався нижче значення 89%

Система охолодження та температурний режим

Побічно оцінити рівень шуму пристрою 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 27°С. Потрібно відзначити, що повітря усередині корпусу комп'ютера може бути куди гарячішим, зокрема, температура 40°С є цілком допустимою. У той же час, саме навантаження, створюване комп'ютерною системою, носить змінний характер, що полегшує температурний режим джерела живлення.

На даному графіку продемонстрована робота системи керування вентилятором у гібридному режимі (Hybrid). До позначки 350 Вт (54% від номінальної потужності) блок живлення Seasonic X-650 абсолютно безшумний, тому що працює в пасивному режимі охолодження. Як ми й передбачали на початку огляду, поріг запуску вентилятора сильно відсувається (із заявлених виробником 20% до 54% у нашому випадку), якщо в корпусі присутня хороша вентиляція.

Максимальна швидкість обертання була зафіксована на позначці 1800 об/хв при потужності 650 Вт. Але навіть у такому режимі роботи вироблений шум був цілком комфортним і за суб'єктивними оцінками він знаходився на рівні «нижче середнього».

У звичайному режимі роботи системи керування вентилятором (Normal), він починає обертатися зі швидкістю 750 об/хв відразу ж послу запуску комп'ютера.

Ще раз нагадаємо, користувач сам може вибирати необхідний варіант функціонування системи охолодження за допомогою спеціального перемикача, розташованого біля модульних роз’ємів.

У будь-якому режимі система керування вентилятором працює досить добре та сильного нагрівання елементів, навіть після тривалої роботи, не спостерігається. Температура всіх основних вузлів під час експерименту не виходила за рамки допустимих норм.

OverLOAD

Навантаження на джерело живлення Seasonic X-650 ми збільшували до 810 Вт, що рівно приросту +24,6% до номінальної потужності. При цьому значення напруг на вихідних лініях живленнях залишалися в межах норми. Захист за перевантаженням спрацьовував при досягненні позначки 820 Вт. Цікаво, що в даному експерименті «платинова» модель Seasonic Platinum 660 показала аналогічні результати. Це лише підтверджує той факт, що якість блоків із серій Seasonic X і Seasonic Platinum порівнянна і знаходиться на дуже високому рівні.

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. А в якості відеоприскорювача ми використовували ZOTAC GeForce GTX 480 AMP!, яку по праву можна вважати найбільш «ненажерливою» серед відеокарт.

Виміри проводилися 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:

Блок живлення Seasonic X-650 без проблем впорався із запропонованою конфігурацією, продемонструвавши відмінні результати як під навантаженням (режим «Burn»), так і при бездіяльності системи (режим «Idle»). На жодній лінії великих відхилень не помічено, хіба що напруга +3,3В була злегка завищена, але це не критично і цілком вписується в діапазон ±5% від номіналу лінії. Знову відзначаємо хорошу роботу системи стабілізації вихідних напруг.

За рівнем загального енергоспоживання Seasonic X-650 передбачувано розташувався між «платиновою» (Seasonic Platinum 660) і «бронзовою» (CHIEFTEC APS-650CB) моделями аналогічної потужності.

Енергоспоживання в простої та у вимкненому стані комп'ютера

Енергоспоживання моделі Seasonic X-650 у вимкненому стані комп'ютера та у сплячому режимі відповідає показникам інших висококласних джерел живлення.

Висновки

Після тестування блок живлення Seasonic X-650 залишив тільки якнайкращі враження. Якби не відповідність стандарту енергоефективності 80 PLUS Gold, взагалі можна було б подумати, що ми маємо справу з пристроєм із серії Seasonic Platinum. І це зовсім не перебільшення - майже за всіма параметрами Seasonic X-650 нічим не поступається своїм «платиновим» побратимам. Особливо ця тенденція прослідковується в результатах тестування. Дана модель без проблем впоралася з реальною потужною конфігурацією і з крос-навантажувальними тестами. Причому характер навантаження не зміг вплинути на стабільність і «чистоту» (відсутність шумів) вихідних напруг. Завдяки використанню якісної елементної бази Seasonic X-650 без проблем впорався і з великим перевантаженням, яке під час експерименту досягало 810 Вт.

Але не тільки цим Seasonic X-650 схожий на «платинові» моделі. Тестований зразок оснащений добре зарекомендованою гібридною системою охолодження, завдяки якій він до певного навантаження (у нашому випадку 350 Вт) може працювати з вимкненим вентилятором, не видаючи ні єдиного звуку. Також сподобалася організація кабелів - усі вони мають модульний дизайн і зроблені у вигляді шлейфів. А це, у свою чергу, істотно спрощує підключення комплектуючих усередині комп'ютера.

Seasonic X-650 являє собою якісний блок живлення стандарту 80 PLUS Gold, який за всіма параметрами, крім енергоефективності, можна поставити в один ряд з пристроями із серії Seasonic Platinum.

Переваги:

• високий ККД (відповідність стандарту 80 PLUS Gold);
• великий запас за потужністю (до +24,6%);
• гібридна система охолодження, завдяки якій блок живлення при низьких і середніх навантаженнях працює в пасивному режимі;
• можливість вибору між гібридним і звичайним режимами роботи системи охолодження;
• якісна елементна база;
• хороший комплект поставки;
• повністю модульна система кабелів;
• використання довгих плоских кабелів полегшує їхнє укладання;
• хороший стан напруги на лініях живлення +12В, +5В, +3,3В під великим навантаженням;
• низьке енергоспоживання в сплячому режимі та у вимкненому стані комп'ютера;
• хороша система стабілізації живлення;
• наявність чотирьох 6+2-контактних роз’ємів PCI-E для додаткового живлення відеокарт;
• можливість роботи в широкому діапазоні мережевої напруги;
• тихий вентилятор на підшипнику кочення;
• ефективна система охолодження;
• 7 років гарантії;
• активний метод компенсації реактивної потужності.

Автор: Сергій Мещанчук
Переклад: Олесь Пахолок

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

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