Огляд і тестування блока живлення be quiet! TFX POWER 2 300W

Виробники компонентів для систем формату Mini-ITX повинні бути надзвичайно вдячні компанії AMD. Адже випуск компактної та високопродуктивної відеокарти AMD Radeon R9 Nano ознаменував нову епоху в розвитку міні-ПК, що у свою чергу повинно позитивним чином відбитися на популярності й рості продажів відповідних комплектуючих. Зокрема, мова йде про потужні блоки живлення стандартів SFX і TFX. Раніше вони були мало затребуваними, оскільки для забезпечення енергією системи формату Mini-ITX цілком вистачало пристрою на 150 – 200 Вт.

Але тут одна тільки AMD Radeon R9 Nano має TDP на рівні 175 Вт. Але ж їй у парі потрібний ще й процесор відповідного рівня. Та й на периферії при складанні такої конфігурації користувач навряд чи буде заощаджувати. Одним словом, ось вона – зоряна година компактних джерел живлення потужністю понад 300 Вт. Радує, що у багатьох виробників в арсеналі вже давно є необхідні рішення. Одним із них є модель be quiet! TFX POWER 2 300W (be quiet! TFX2G-300W), яку ми й пропонуємо більш детально розглянути в даному огляді.

Специфікація:

Упаковка та комплект поставки

Блок живлення be quiet! TFX POWER 2 300W постачається в компактній картонній коробці, яка традиційно відрізняється хорошою поліграфією й інформативністю. Крім зображення самого пристрою тут можна виявити масу корисних відомостей, які стосуються його можливостей, будови, системи захистів, конфігурації кабелів і багато чого іншого.

У комплект поставки моделі be quiet! TFX2G-300W входить мережевий шнур живлення, гвинти для її кріплення усередині комп'ютерного корпусу, кілька одноразових стяжок для кабелів, посібник користувача та перехідник з роз’ємами PATA – PCIe.

Зовнішній вигляд

Блок живлення be quiet! TFX POWER 2 300W виконаний у форм-факторі TFX12V, тому має досить компактні розміри − 175 х 65 х 85 мм. Очевидно, що при таких даних його основним призначенням є забезпечення живленням продуктивних міні-ПК, зокрема, зібраних у корпусах формату Mini-ITX. Як і вся продукція be quiet!, дана модель відрізняється прекрасною якістю складання та увагою до деталей. Наприклад, зверху вона покрита додатковим шаром чорної фарби, тоді як інші виробники компактних рішень найчастіше на цьому заощаджують.

Вентиляційний отвір, через який здійснюється забір прохолодного повітря, традиційно для TFX-блоків живлення зміщений ближче до вихідних проводів. Також перфорацію можна виявити й на передній стінці. Інші панелі зроблені суцільними.

Усі кабелі живлення виведені прямо з корпусу. На наш погляд, у цьому немає нічого поганого, оскільки число вихідних проводів тут набагато менше, аніж у потужніших блоків живлення формату ATX. Та й під час складання конфігурації вони, як правило, задіяні в повному об’ємі. Так що використовувати модульну систему в цьому випадку не було ніякого змісту. Це тільки ускладнило б виробництво be quiet! TFX POWER 2 300W і підвищило його кінцеву вартість, але ніяк не вплинуло б на зручність підключення комплектуючих.

Але от самі кабелі можна було б зробити більш практичними: замість стандартного жорсткого обплетення застосувати шлейфоподібну конструкцію. Такий варіант суттєво збільшив би гнучкість проводів і тим самим спростив би їх укладання в компактних корпусах. У кожному разі конкуренти активно використовують цю технологію у своїх висококласних SFX/TFX-рішеннях.

Що стосується конфігурації роз’ємів, то тут також не обійшлося без дорікань. Інженери чомусь вирішили не виводити конектор PCIe прямо із блока живлення, а зробили його у вигляді перехідника 2 x PATA – PCIe. Не найбільш практичний варіант. До того ж даний роз’єм має всього лише 6 контактів, хоча потужність пристрою без проблем дозволяє використовувати й 6+2-контактну конструкцію. Нагадаємо, що компактні продуктивні відеокарти на зразок AMD Radeon R9 Fury або NVIDIA GeForce GTX 970 Mini вимагають підключення саме 6+2-контактного конектора PCIe. Дивно, але в більш бюджетній моделі be quiet! SFX POWER 2 300W інженери не допустили таких прорахунків, як тут.

Радує, що з іншими роз’ємами вже немає ніяких проблем. Живлення материнської плати й процесора здійснюється за допомогою 20+4-контактного та 4-контактного конектора відповідно. Для підключення периферії передбачені чотири роз’єми SATA, два PATA і один FDD. Такої кількості буде цілком достатньо для складання середньостатистичної компактної системи з кількома накопичувачами й оптичним приводом.

Повна специфікація вихідних кабелів моделі be quiet! TFX POWER 2 300W наведена нижче в таблиці:

Перш ніж перейти до аналізу апаратної платформи, пропонуємо поглянути на електротехнічні характеристики блока живлення, зазначені на етикетці. Його номінальна потужність становить 300 Вт, а пікова, згідно з офіційним сайтом, може досягати 330 Вт. При цьому канал +12В також розрахований на порівняно велике навантаження – 288 Вт або 96% від загальної потужності. Щоправда, виробник вирішив не залишати на виході одну потужну 12-вольтову лінію, а розбив її на дві «віртуальні», з обмеженнями за струмом на рівні 13 А. У деяких ситуаціях це може привести до передчасного спрацьовування захисту OCP. Сумарна потужність каналів +3,3В і +5В рівна 103 Вт, чого буде цілком достатньо для підведення живлення до периферійних пристроїв у рамках компактної системи.

be quiet! TFX2G-300W здатний працювати в широкому діапазоні вхідних напруг (100 – 240 В). Тобто в умовах нестабільної електромережі можна буде обійтися без зовнішніх стабілізаторів живлення.

Внутрішнє обладнання

Незважаючи на компактні розміри, усередині be quiet! TFX POWER 2 300W знаходяться усі необхідні вузли, властиві якісним блокам живлення, і навіть застосовані до певної міри унікальні рішення. Але про них трохи пізніше, а зараз пропонуємо більш детально розглянути систему охолодження.

Складається вона із двох алюмінієвих радіаторів (по одному в низьковольтній і високовольтній частині), які обдуваються низькопрофільним (висота – 20 мм) 80-мм вентилятором Protechnic Electric MGA8012LR-A20. Його потужність становить 1,8 Вт, а в основі лежить поліпшений підшипник ковзання типу Rifle (на втулці осі присутні спеціальні гвинтові нарізи для здійснення рециркуляції змащувальної рідини). З погляду шуму та надійності такий вентилятор наближається до FDB-рішень. Одним словом, хороший вибір.

На вході джерела живлення встановлений фільтр електромагнітних перешкод, який включає в себе дві котушки, пару X- і дві пари Y-конденсаторів. Для повного комплекту не вистачає тільки варистора для захисту від імпульсних перенапруг. За даним вузлом розташований випрямний діодний міст із такою собі подобою радіатора у вигляді металевої пластини й активний модуль корекції коефіцієнта потужності (APFC).

Накопичувальний конденсатор має параметри 180 мкФ х 420 В і розрахований на температури до 85°C. Його виробником виступає компанія Teapo, якість продукції якої можна оцінити як середню.

Головний перетворювач виконаний за однотактною прямоходовою схемою з активним демпфером. Дану топологію досить рідко можна зустріти в сучасних блоках живлення, оскільки вона вимагає використання ШІМ-контролера більш високого рівня й ускладнення конструкції деяких компонентів (зокрема, силового трансформатора). Зважаючи на все, інженери успішно впоралися із цим завданням і поставили виробництво відповідної платформи на потік. Принаймні, be quiet! дуже часто застосовує цю розробку у своїх бюджетних та більш дорогих рішеннях.

Тут, мабуть, саме час розповісти про головні переваги перетворювача з активним демпфіруванням. Вони полягають в зниженні втрат енергії при перемагнічуванні трансформатора та перемиканні силових ключів, а також в істотному зменшенні паразитних шумів і перешкод. Крім того, така топологія дозволяє досить легко організувати безпосереднє керування синхронними ключами на вторинній стороні (у низьковольтній частині).

Для організації коректної роботи даного вузла служить мікросхема FSP6600, яка також є й ШІМ-контролером модуля APFC.

Низьковольтна частина являє собою синхронний випрямляч із DC/DC-перетворювачами напруг +3,3В і +5В. Силова частина останніх винесена на тильну сторону головної друкованої плати. Формування ж напруги +12В здійснюється за допомогою потужного транзистора Infineon 034NE7N. На його радіаторі закріплений термодавач, покази якого використовуються для керування швидкістю обертання вентилятора. Іншими словами, робота системи охолодження в be quiet! TFX2G-300W залежить від нагрівання внутрішніх компонентів, а не від споживаної потужності, що є більш точним і прогресивним методом.

Для згладжування пульсацій на виходах блока живлення застосовуються як твердотільні конденсатори, так і елементи з рідким електролітом (приблизно в рівній кількості). Виробником останніх виступає все та ж компанія Teapo, тільки в цьому випадку вони розраховані вже на більш високу робочу температуру – до 105°C. Щоправда, в пристрої, який претендує на звання висококласного, хотілося б все-таки бачити більш якісні японські конденсатори.

Згідно зі специфікацією, у тестованому пристрої передбачений практично повний перелік необхідних захистів (не вистачає тільки захисту від перегрівання):

• захист від підвищеної напруги (OVP);
• захист від зниженої напруги (UVP);
• захист від короткого замикання (SCP);
• захист від перевантаження за потужністю (OPP);
• захист від перевантаження за струмом кожного каналу (OCP).

Відповідний контролер представлений мікросхемою Weltrend WT7527.

Тестування

Крос-навантажувальні характеристики

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

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

• лінія +3,3В: від -5% до +3%;
• лінія +5В: від -4% до +1%;
• лінія +12В: від -4% до +1%.

Вузол стабілізації вихідного живлення справляється зі своїм завданням, щоправда, при великих навантаженнях на лінії +3,3В спостерігаються осідання напруги аж до -5% – максимально допустиме відхилення. Зі станом інших каналів справи йдуть краще.

Шуми та пульсації у всьому діапазоні напруг

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

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

Система згладжування пульсацій продемонструвала просто відмінні результати: на всіх лініях шуми не перевищували 25 мВ (епізодичні сплески до 50 мВ на каналі +12В можна в рахунок не брати). До речі, у моделі be quiet! STRAIGHT POWER 10 600W CM, де використовувався головний перетворювач аналогічного типу, були зафіксовані точно такі ж хороші показники. І це при тому, що в обох випадках на виході застосовуються далеко не найдорожчі елементи.

Чергова лінія живлення +5Vsb

Залежно від навантаження напруга на черговій лінії живлення (+5Vsb) змінювалася від 5,05 до 4,96 В, що свідчить про хорошу роботу даного вузла.

PFC

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

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

Модуль APFC блока живлення без проблем справляється зі своїм завданням. При споживаній потужності всього лише 100 Вт коефіцієнт PFC уже досягнув позначки 0,94, максимальне ж значення (0,98) було зафіксоване при навантаженнях понад 250 Вт.

ККД

Експеримент підтвердив відповідність моделі be quiet! TFX POWER 2 300W стандарту 80 PLUS Gold для напруги 230 В. При навантаженнях 20%, 50% і 100% ККД блока живлення перевищував 88%, 92% і 88% відповідно. Ми також перевірили ефективність пристрою при малому значенні споживаної потужності (25 Вт) і залишилися задоволені результатом – понад 82%.

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 й 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. Варто 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.

До навантаження 125 Вт be quiet! TFX2G-300W працює дуже тихо, практично безшумно. На відрізку 125 – 200 Вт рівень шуму дещо підвищується, але однаково залишається цілком комфортним. Більш-менш помітний звук з'являється лише після подолання позначки в 200 Вт. За суб'єктивними оцінками його можна охарактеризувати як «нижчий за середній». В черговий раз переконуємося, що бренд be quiet! неспроста носить таку назву – у компанії розуміються на проектуванні систем охолодження.

Причому це стосується не тільки рівня видаваного шуму, але й ефективності. Як видно з діаграми, максимальна зафіксована температура склала всього лише 66°С, що набагато нижче критичних значень. І це при тому, що під час експерименту блок живлення працював при максимальному навантаженні.

Сторонні шуми під час роботи блока живлення

На всьому діапазоні навантажень be quiet! TFX POWER 2 300W не видавав ніяких сторонніх шумів у вигляді дратівного писку дроселів або характерного гудіння трансформатора.

OverLOAD

У специфікації на офіційному сайті зазначено, що пікова потужність даного блока живлення становить 330 Вт. Як показала практика, після подолання позначки 320 Вт напруги на лініях +3,3В і +5В уже просідають нижче допустимих значень (-5% від номіналу лінії). Тому саме потужність в 320 Вт варто вважати запасом за перевантаженням, хоча відповідний захист (OPP) спрацьовує лише при 360 Вт. Шкода, звичайно, адже встановлена тут система охолодження без проблем впоралася б із відведенням додаткового тепла.

У підсумку маємо +6,7% до номінальної потужності, що в розрізі застосування компактних рішень є не таким вже і поганим результатом. Вірніше сказати, тут він не такий важливий, як у випадку з повнорозмірними ATX-рішеннями.

Практичні випробування на реальній конфігурації

Для побудови реальної комп'ютерної системи був задіяний потужний 6-ядерний процесор Intel Core i7-4960X, працюючий на номінальній частоті, і відеокарта ZOTAC GeForce GTX 550 Ti AMP! Edition (сумарний рівень TDP такого зв'язування знаходиться на рівні 250 Вт). Відзначимо, що метою даного експерименту є відтворити реальні навантаження продуктивного ПК і перевірити, як при цьому поводиться блок живлення на практиці.

Вимірювання 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 і +3,3В фіксувалася за допомогою мультиметра MASTECH MY64.

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

Як показав експеримент, модель be quiet! TFX POWER 2 300W цілком здатна впоратися з конфігурацією, яка за рівнем TDP порівнянна з ігровими системами, зібраними на основі компактних компонентів. Так, на 12-вольтовій лінії спостерігаються осідання, але за своїм характером вони не є критичними для роботи ПК і цілком вписуються у норми стандарту ATX12V.

Енергоспоживання в простої й у вимкненому стані комп'ютера

Енергоспоживання be quiet! TFX2G-300W у вимкненому стані комп'ютера й у сплячому режимі відповідає значенням, зафіксованим в інших моделей подібного роду, які вже встигли побувати в нашій тестовій лабораторії.

Висновки

Ось і підійшов час фінального вердикту щодо блока живлення be quiet! TFX POWER 2 300W (be quiet! TFX2G-300W). У ньому виробнику вдалося одночасно поєднати порівняно велику потужність (300 Вт), високий рівень ККД (стандарт 80 PLUS Gold), компактні розміри (формат TFX) і тиху роботу на всьому діапазоні навантажень. Як правило, таке вдається зробити вкрай рідко, або це вимагає великих витрат, що неминуче відбивається на вартості пристрою. Тут же усе ще більш-менш демократично – ціна на be quiet! TFX POWER 2 300W коливається в районі $70. Не так уже й багато, враховуючи, що дана модель без проблем може використовуватися в складі міні-ПК вартістю $700 – 1000. Іншими словами, вона легко впорається з будь-якими топовими компактними комплектуючими, які доступні сьогодні на ринку.

З недоліків можна відзначити відсутність 6+2-контактного роз’єму PCIe (є тільки 6-контактний, але він реалізований не найкращим чином) і жорстке обплетення на кабелях, що робить їхнє укладання усередині корпусу формату Mini-ITX більш трудомістким процесом. Ще хотілося написати про не найякісніші конденсатори на виходах блока живлення. Однак дивлячись на чудові результати під час вимірювання пульсацій напруги, розумієш, що зі своїм завданням даний вузол справляється на всі 100%. У всьому іншому – тільки позитивні враження.

Переваги:

• порівняно велика номінальна потужність (300 Вт) при малих розмірах (175 х 65 х 85 мм);
• хороша якість складання та фарбування корпусу;
• відповідність стандарту енергоефективності 80 PLUS Gold;
• порівняно високий ККД (82%) навіть при незначних навантаженнях (25 Вт);
• висока навантажувальна здатність каналу +12В (96% від номінальної потужності блока живлення);
• наявність усіх вузлів, властивих сучасним блокам живлення;
• дуже низькі пульсації на всіх лініях живлення;
• використовуються компоненти прийнятної якості;
• наявність основних типів захистів (UVP, OVP, SCP, OCP, OPP);
• можливість роботи в широкому діапазоні мережевої напруги;
• ефективна та тиха система охолодження;
• якісний вентилятор.

Особливості:

• вихідні кабелі зроблені у вигляді жорстких джгутів, стягнутих обплетенням, що робить їхнє укладання всередині корпусу формату Mini-ITX більш трудомістким процесом;
• блок живлення здатний витримати перевантаження до 360 Вт, однак при значеннях вище 320 Вт деякі напруги виходять за допустимі рамки, визначені стандартом ATX12V.

Недоліки:

• відсутність 6+2-контактного роз’єму PCIe (є тільки 6-контактний);
• конектор PCIe розташований не на кабелі, виведеному прямо із блока живлення, а на перехіднику з роз’ємами PATA;
• канал +12В виконаний у вигляді двох ліній з порівняно низькими обмеженнями за струмом (13 А).

Автор: Сергій Мещанчук
Переклад: Олесь Пахолок

Висловлюємо подяку компанії Listan GmbH & Co. KG за наданий для тестування блок живлення.

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