Огляд і тестування блока живлення Seasonic PRIME 650 W Titanium: немає межі досконалості

Вирівнювання вхідної напруги покладено на пару діодних збірок, дбайливо посаджених на додатковий радіатор.

Більший охолоджувач відводить тепло від силових елементів активного коректора коефіцієнта потужності (APFC): двох польових транзисторів виробництва німецької компанії Infineon і діода Шотткі SCS110AG. Ліворуч від них можна помітити термістор, що забезпечує захист від великих пускових струмів.

Вхідні конденсатори високовольтного ланцюга представлені парою рішень від відомого японського бренду Nippon Chemi-Con (470 мкФ х 400 В). Загальна ємність у 940 мкФ просто величезна для 650-Вт рішення. Такий крок і дозволив збільшити час утримання зі стандартних 16 до 30 мс, що в свою чергу забезпечить належну роботу джерела в умовах нестабільного вхідного струму. Також відзначимо приналежність конденсаторів до високотемпературної серії (до 105°C).

В основі перетворювача Seasonic PRIME 650 W Titanium застосовується високоефективна резонансна схема з повним мостом. Його ключі представлені чотирма польовими транзисторами, які охолоджуються окремим радіатором і працюють під керуванням ШІМ-контролера CM6901, розміщеного на дочірній платі.

Ще дві керуючі мікросхеми знаходяться на зворотному боці PCB. Тепло від них через спеціальну термопрокладку відводиться на корпус, який і використовується в ролі радіатора.

Напруга +12В формується за допомогою синхронного вирівнювача, що гарантує хороші показники на виході. Низьковольтна частина складається з DC-DC-перетворювачів, розташованих на окремій платі, які використовуються для формування ліній +3,3В і +5В.

Фільтрація вихідних напруг здійснюється за допомогою елементів з рідким електролітом від японських компаній Nippon Chemi-Con і Rubycon, а також іменитих твердотільних конденсаторів FPCAPS.

З'єднання головної PCB з дочірньою платою на виході джерела відбувається без використання кабелів, що забезпечує вищу якість вихідних показників.

В даному пристрої передбачений повний перелік необхідних захистів:

• захист від підвищеної вихідної напруги( OVP);
• захист від зниженої вихідної напруги (UVP);
• захист від короткого замикання (SCP);
• захист від перевантаження потужності (OPP);
• захист від перевантаження струму кожного каналу (OCP);
• захист від перегрівання( OTP).

Відповідний вузол функціонує під керуванням контролера Weltrend WT7527V.

Крос-навантажувальні характеристики

Згідно з нормами стандарту ATX12V, допустимий діапазон відхилень напруг для всіх ліній живлення становить ±5% від їх номіналу. Але не будемо забувати, що згідно з заявою виробника, отримані значення повинні бути набагато ближчими до номінальних.

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

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

Як видно, вузол стабілізації напруги живлення впорався зі своїм завданням на «відмінно». Напруги на всіх лініях виявилися майже непорушними, незалежно від типу навантаження. Ultra Stable Voltage Regulation у дії!

Шуми і пульсації на всьому діапазоні напруг

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

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

Не менш примітні результати були зафіксовані й під час вимірювання пульсацій на виходах блока живлення. На всіх лініях розмах амплітуди (peak-to-peak) знаходився в межах 25 мВ, що є просто відмінним показником. Більш того, виробником заявлене значення менше 20 мВ, але, на жаль, наша тестова система передбачає вимірювання саме з 25-мВ градацією.

Чергова лінія живлення +5VSB

Стан чергової лінії живлення Seasonic PRIME 650 W Titanium не викликало жодних зауважень. Залежно від навантаження напруга на ній змінюється в допустимих межах: від 4,97 В до 4,79 В і не виходила за рамки допустимих ±5%.

PFC

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

Навантаження* – навантаження у відсотковому співвідношенні до номінальної потужності блока живлення.

Модуль APFC блока живлення відмінно справляється зі своїм завданням. Вже при споживаній потужності в 200 Вт коефіцієнт PFC подолав позначку 0,9, максимальне ж значення (0,99) було зафіксоване при номінальному навантаженні.

ККД

Тест реальної ефективності при різних навантаженнях підтвердив відповідність моделі Seasonic PRIME 650 W Titanium стандарту 80 PLUS Titanium для напруги 230 В. При навантаженнях 10%, 20%, 50% і 100% від номінальної потужності ККД блока живлення перевищував 90%, 94%, 96 % і 91% відповідно. Тобто на всьому діапазоні навантаження від 10% до 100% можна розраховувати на ефективність на рівні 90-96% – просто вражаючі показники.

Також відзначимо, що для роботи в мережах 115 В стандарт 80 PLUS Titanium менш вимогливий. Наприклад, при 50% навантаженні ККД не повинен бути нижчим позначки 94%.

Система охолодження і температурний режим

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 близько 27°С. Потрібно зазначити, що повітря всередині корпуса комп'ютера може бути й гарячішим, зокрема, температура 40°С є цілком допустимою. В той же час саме навантаження, створене комп'ютерною системою, має змінний характер, що полегшує температурний режим джерела живлення.

Seasonic PRIME 650 W Titanium ми тестували в гібридному режимі (Premium Hybrid Fan Control), який передбачає пасивну роботу СО при невисокому нагріванні внутрішніх елементів. У нашому випадку пропелер почав обертатися при навантаженні 480 Вт (74% від номіналу), а його частота не перевищувала 380 об/хв. У такому режимі він працює дуже тихо. Отже, навіть при відключенні гібридного режиму почути БЖ на тлі інших комплектуючих навряд чи вдасться.

А завдяки наявності зони гістерезису виключається ситуація з постійним ввімкненням / вимкненням вентилятора при невисоких навантаженнях – приємна турбота виробника про дрібниці.

Дане рішення вирізняється високим рівнем ККД, що позитивно впливає на нагрівання компонентів. Наприклад, при половинному навантаженні системі охолодження доводиться відводити всього лише близько 13 Вт тепла. Тому не дивно, що навіть при такій невеликій частоті обертання вентилятора температура всіх вузлів була дуже низькою – зразковий баланс у стилі Sea Sonic Electronics.

Сторонні шуми під час роботи блока живлення

Як показала практика, на всьому діапазоні номінальної потужності Seasonic PRIME 650 W Titanium не відтворює додаткових шумів у вигляді дратівливого писку дроселів або характерного гудіння трансформатора.

OverLOAD

Навантаження на дану модель ми збільшували до вражаючих 860 Вт, що дорівнює приросту +32% до номінальної потужності. Далі (на позначці 870 Вт) вже спрацьовував захист від перевантаження (OPP). При цьому значення напруг на вихідних лініях живлення залишалися в межах норми.

Практичні випробування на реальній конфігурації

Для побудови реальної комп'ютерної системи був задіяний потужний 6-ядерний процесор Intel Core i7-4960X, розігнаний до частоти 4,4 ГГц. В ролі відеоприскорювача ми використали відеокарту ZOTAC GeForce GTX 480 AMP!. Відзначимо, що метою даного експерименту є відтворення реальних навантажень продуктивного ПК і перевірка того, як при цьому поводиться блок живлення на практиці.

Материнська плата	ASUS P9X79 PRO (Socket LGA2011, Intel X79 Express)
Процесор	Intel Core i7-4960X (Socket LGA2011, 3,6 ГГц, L3 12 МБ) @ 4,4 ГГц при напрузі 1,3 В
Кулер	Thermalright TRUE Spirit 120M
Оперативна пам’ять	4 x DDR3-1333 4096 MБ Transcend PC3-10600
Відеокарта	ZOTAC GeForce GTX 480 AMP!
Жорсткий диск	WD Caviar Blue 1 ТБ (WD10EALX)
Корпус	Spire SwordFin SP9007B з двома 120-мм вентиляторами
Ватметр	Seasonic PowerAngel
Мультиметр	MASTECH MY64

Вимірювання проводилися в 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, напруги на лініях живлення +12В, +5В і +3,3В фіксувалося за допомогою мультиметра MASTECH MY64.

В результаті вимірювання напруги живлення на вихідних лініях були отримані такі значення:

	Seasonic PRIME 650 W Titanium		Thermaltake Toughpower DPS G RGB 650W Gold		Corsair RM650i
Режим	Величина, В	Відхилення, %	Величина, В	Відхилення, %	Величина, В	Відхилення, %
+12В
Idle	12,22	+1,8	12,19	+1,6	12,30	+2,5
Burn	12,23	+1,9	12,25	+2,1	12,33	+2,8
+5В
Idle	5,01	+0,2	5,08	+1,6	5,08	+1,6
Burn	4,99	-0,2	5,08	+1,6	5,11	+2,2
+3,3В
Idle	3,33	+0,9	3,36	+1,8	3,32	+0,6
Burn	3,32	+0,3	3,35	+1,5	3,37	+2,1
Вхідне енергоспоживання, Вт
Idle	107		135		138
Burn	580		585		594

Блок живлення Seasonic PRIME 650 W Titanium без проблем впорався з запропонованою конфігурацією, продемонструвавши чудові результати як під навантаженням (режим «Burn»), так і при бездіяльності системи (режим «Idle»). На жодній з ліній не було зафіксовано проблем, а відхилення перебували в дуже вузькому діапазоні, заявленому виробником. У свою чергу високий ККД забезпечив рекордно низькі параметри енергоспоживання.

Енергоспоживання в простої й у вимкненому стані комп'ютера

Енергоспоживання блока живлення Seasonic PRIME 650 W Titanium у вимкненому стані комп'ютера і в режимі сну відповідає показникам інших близьких за потужністю рішень, які побували в нашій тестовій лабораторії.

Висновки

Похвала випробовує людину. Однак скільки не хвали продукцію Sea Sonic Electronics, виробник не втомлюється й надалі радувати нас якісними та цікавими рішеннями. Лінійка топових БЖ Seasonic PRIME стала новим еталоном, і особливо це стосується високоефективних моделей, що відповідають стандарту 80 PLUS Titanium.

Навіть її молодший представник, Seasonic PRIME 650 W Titanium, – це приклад прагнення бути найкращим у всьому. Поєднання передової схемотехніки та високоякісної елементної бази дозволило добитися зразкових вихідних показників. Так, відхилення напруг набагато нижче необхідних стандартом ATX12V норм, а при зміні навантаження спостерігається дуже висока стабільність на трьох головних лініях живлення. У плані пульсацій 650-Вт титановий «Прайм» також можна назвати прикладом для наслідування – наприклад, на найбільш затребуваній 12-вольтовій лінії вони значно нижчі допустимих 125 мВ.

Надзвичайно високий ККД відбився на системі охолодження, яка в нашому випадку працює в повністю пасивному режимі на більшій частині діапазону. Втім, навіть при високому навантаженні частота обертання пропелера не перевищувала 400 об/хв, що разом з використанням гідродинамічних підшипників гарантує тиху й дуже тривалу роботу даного вузла. Незважаючи на таку низьку швидкість пропелера, нагрівання внутрішніх компонентів було дуже незначним. Це дозволило досягти вражаючих результатів при роботі в режимі перевантаження – є 32%-й запас потужності.

Звичайно, дана модель навряд чи битиме рекорди за кількістю реалізованих пристроїв через чималу вартість. Але в складі топового ігрового ПК, потужного системника для відеомонтажу або рендерингу чи навіть комп'ютера з двома центральними процесорами (є підтримка пари роз'ємів ATX12V), Seasonic PRIME 650 W Titanium або потужніші моделі цієї лінійки дійсно покажуть себе в усій красі. Особливо якщо на першому місці у вас стоїть поєднання якомога стабільнішого живлення, низького рівня шуму, малого енергоспоживання та високої якості для забезпечення сталої роботи системи без простоїв. Як-не-як, 12-річну гарантію в даному класі пристроїв більше ніхто не пропонує.

Переваги:

• дуже високий рівень ККД (відповідність стандарту 80 PLUS Titanium);
• чудовий запас потужності (до +32%);
• сучасна схемотехніка і якісна елементна база з використанням японських конденсаторів;
• відмінний стан напруги на лініях живлення +12В, +5В і +3,3В з мінімальними відхиленнями при зміні навантаження;
• дуже низькі пульсації;
• наявність усіх видів захистів;
• роздільна система стабілізації живлення;
• можливість роботи в широкому діапазоні мережевої напруги;
• низьке енергоспоживання в режимі сну та вимкненому стані комп'ютера;
• повністю модульна система кабелів;
• наявність чотирьох 6+2-контактних роз'ємів PCIe;
• усі кабелі виготовлені у вигляді зручних і гнучких шлейфів;
• дуже ефективна система охолодження з гібридним режимом роботи;
• тихий 135-мм вентилятор на основі гідродинамічного підшипника;
• активний метод компенсації реактивної потужності;
• 12 років гарантії.

Автор: Олесь Пахолок 
Переклад: Юрій Коваль

 

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 стенда обладнання.