Огляд і тестування блока живлення Seasonic SSE-3201PF-48

У цьому огляді ми продовжимо знайомитися із промисловими вбудовуваними блоками живлення від Sea Sonic Electronics. Через відсутність чіткої уніфікації на пристрої подібного роду, виробникам потрібно випускати велику кількість однотипних моделей з різними номіналами вихідної напруги, щоб охопити максимально широкий сегмент ринку. Ми уже встигли оцінити на практиці 12- і 24-вольтові рішення. Тепер прийшла черга познайомитися ближче і з блоками живлення, на виході яких формується постійна напруга +48 В. У якості піддослідного зразка була обрана модель Seasonic SSE-3201PF-48 потужністю 321 Вт.

Специфікація:

Зовнішній вигляд

Як і всі вбудовувані рішення, модель Seasonic SSE-3201PF-48 постачається у вигляді OEM-версії. Тобто без коробки та супутніх аксесуарів. Корпус блока живлення має невеликі розміри (215 х 50 х 115 мм) і повністю зроблений із алюмінію товщиною 2 мм. Такий нестандартний вибір матеріалу зумовлений тим, що частина силових елементів контактує з його стінками, тим самим перетворюючи його у своєрідний великий радіатор. Для циркуляції повітря передбачено ряд отворів, розташованих на кришці та бічних панелях корпусу.

Традиційно для пристроїв такого роду роз’єми живлення представлені клемами з фіксуючими гвинтами. У цьому випадку їхня кількість рівна 11 штукам, 8 із яких використовуються для подачі постійної напруги (+48 В, -48 В).

Внутрішнє обладнання

В основі моделі Seasonic SSE-3201PF-48 лежить звичайна напівмостова схема з кількома діодними збірками для випрямлення вихідної напруги. Такий варіант широко розповсюджений у промислових рішеннях через його дешевину та простоту реалізації.

На вході пристрою присутній повноцінний двокаскадний фільтр електромагнітних перешкод і варистор, який захищає блок живлення від сплесків напруги в електромережі. Діодний міст представлений однією збіркою і обладнаний окремим радіатором. Інші силові елементи (ключі головного перетворювача, модуля APFC і випрямлячі у вторинному колі) розташувалися по периметру друкованої плати й відводять тепло на корпус блока живлення. Також важливою складовою системи охолодження є 60-мм вентилятор ADDA AD0612XB-A71GL потужністю 4,56 Вт, який оснований на надійному підшипнику кочення.

Накопичувальні конденсатори виготовлені японською компанією Nippon Chemi-Con і мають сумарну ємність, порівнянну з потужністю самого пристрою (300 мкФ). Для фільтрації пульсацій на виходах блока живлення також використовуються тільки японські «банки» (від не менш відомої Rubycon) і тільки з високотемпературних серій (до 105°С). Усе це повною мірою характеризує педантичний підхід інженерів до добору компонентом бази, що у свою чергу повинно позитивним чином відбитися на надійності Seasonic SSE-3201PF-48, особливо в несприятливих умовах експлуатації.

Випрямлення вихідної напруги здійснюється за допомогою діодних збірок PFR20L200CT, яка надалі стабілізується та фільтрується від шумів. Для керування блоком живлення служить комбо-контролер із серії CM6802. Система захистів представлена трьома типами: від короткого замикання (SCP), від підвищеної напруги на виході (OVP) і від перевантаження (OPP). Біля клем додатково встановлений потенціометр, який дозволяє плавно змінювати вихідну напругу в межах від +44,2 до +53,6 В.

Тестування

Стабільність вихідної напруги живлення в різних режимах роботи

На всьому діапазоні навантажень вихідна напруга становила стабільні 48,6 В. Точно такі ж показники були отримані й під час експерименту з різними значеннями вхідної напруги (від 100 до 250 В).

Вимірювання коефіцієнта PFC і рівня ККД

Не менш добре впорався зі своїм завданням і модуль APFC: значення коефіцієнта PF на рівні 0,9 було зафіксоване уже при навантаженні 80 Вт, а в піку й зовсім досягнуло позначки 0,98.

Найбільшу ефективність Seasonic SSE-3201PF-48 продемонстрував на відрізку 160 – 320 Вт, де ККД коливався в межах 85% – 88%. При малих і середніх навантаженнях цей показник прогнозовано був нижчим, але про якісь критичні значення мова не йшла.

Система охолодження

Вище представлена температурна карта блока живлення після 30-хвилинної роботи під навантаженням 280 Вт (близько 87% від номінальної потужності). Як бачимо, нагрівання усіх компонентів дуже низьке, що дозволить використовувати дану модель навіть у місцях з поганою вентиляцією.

Швидкість обертання вентилятора постійна (5200 об/хв) і не залежить від величини споживаної потужності. І тільки при повній відсутності навантаження вертушка дещо вповільнюється (до 3150 об/хв), але не зупиняється. Шум під час роботи блока живлення знаходиться вище середнього рівня. Однак заради справедливості слід уточнити, що для промислового рішення це далеко не найважливіший фактор.

Тест на перевантаження та вимірювання енергоспоживання в режимі простою

Захист від перевантаження (OPP) спрацьовував на позначці 350 Вт, що відповідає 9-відсотковому збільшенню до номінальної потужності. При цьому ніяких перегрівань або осідань вихідної напруги не спостерігалося.

Проте слід пам'ятати, що тривала робота блока живлення при навантаженнях, які перевищують його номінальні можливості, може привести до більш раннього виходу пристрою з ладу. Крім того, проведений нами експеримент не є гарантією того, що й у реальних умовах експлуатації вдасться досягнути таких же значень.

Енергоспоживання в режимі простою (без навантаження) склало 13 Вт.

Висновки

Завдяки використанню простої платформи і якісних компонентів модель Seasonic SSE-3201PF-48 вийшла дуже збалансованою версією промислового блока живлення з 48-вольтовою лінією на виході. Це той випадок, коли без переплати за новітні технології можна одержати рішення з великою номінальною потужністю (321 Вт), високим ККД (до 88%) і відмінною стабілізацією вихідної напруги (відхилення на рівні 1%). Також варто відзначити можливість роботи в широкому діапазоні вхідних напруг і наявність ефективної системи охолодження, що значно розширює сферу застосування даної моделі.

Як завжди виробник зробив акцент на якість і надійність пристрою, про що свідчить використання японських конденсаторів, повноцінного фільтра електромагнітних перешкод, вентилятора на кульковому підшипнику та повністю алюмінієвого корпусу в якості додаткового тепловідведення.

Навіть якщо дуже захотіти, то причепитися тут ні до чого. Можна, звичайно, згадати про гучну роботу блока живлення. Однак враховуючи спеціалізацію вбудовуваних промислових рішень, це навряд чи варто відносити до їхніх недоліків.

Переваги:

• компактні розміри;
• велика номінальна потужність (321 Вт), як для вбудовуваних рішень;
• порівняно високий ККД (до 88%) на діапазоні типових навантажень;
• можливість роботи з перевантаженнями аж до 350 Вт;
• 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 +44,2 до +53,6 В;
• наявність захистів OVP, OPP і SCP;
• ефективна система охолодження.

Особливості:

• промисловий блок живлення з 48-вольтовою лінією на виході;
• помітний шум під час роботи.

Автор: Сергій Мещанчук
Переклад: Олесь Пахолок

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