Огляд і тестування блока живлення Seasonic SSE-4501PF-12

Розглянутий раніше промисловий блок живлення Seasonic SSE-2001HE-12 безумовно хороший. Однак у деяких випадках його потужності в 200 Вт може виявитися недостатньо (наприклад, для живлення великих екранів з кількох відеопанелей, автоматики дверей та інших пристроїв подібного роду). Для цих цілей компанія Sea Sonic Electronics розробила більш продуктивні моделі із серії Seasonic SSE-4501PF-xx. Вони також належать до класу вбудовуваних рішень і відрізняються невеликими габаритами, але розраховані вже на навантаження, що досягають 450 Вт. Дві останні цифри наприкінці назви вказують на номінал постійної напруги, яку видає блок живлення. Для тестування ми вибрали модель із 12-вольтовою лінією на виході – Seasonic SSE-4501PF-12.

Специфікація:

Зовнішній вигляд

Як і всі промислові вбудовувані блоки живлення, модель Seasonic SSE-4501PF-12 має досить компактні розміри (215 х 50 х 115 мм). І це при тому, що її потужність становить цілих 450 Вт. При такому поєднанні характеристик інженерам у першу чергу потрібно було задуматися про реалізацію ефективної системи охолодження. В результаті на кришці з'явився невеликий вентилятор (менш продуктивні рішення обходяться без нього), а сам корпус перетворився у великий алюмінієвий радіатор. До слова, на матеріалах не заощаджували – товщина стінок становить 2 мм.

Роз’єм живлення представлений одинадцятьма клемами з фіксуючими болтами, які для більшої безпеки закриті зверху пластиковою прозорою кришкою. Дві крайні праві клеми призначені для приєднання вхідного живлення змінного типу, далі слідує заземлення та вісім виходів для подачі постійної напруги (чотири -12 В і чотири +12 В).

На відміну від комп'ютерних блоків живлення, у промислових рішеннях на виході формується тільки одна лінія живлення, з якої, як правило, можна зняти 100% від номінальної потужності пристрою. У випадку з Seasonic SSE-4501PF-12 – це 37,5 А. Також відзначимо, що дана модель може працювати в досить широкому діапазоні вхідних напруг (100 – 240 В), що пригодиться у випадку використання її в умовах нестабільної електромережі.

Внутрішнє обладнання

Компанія Sea Sonic Electronics сама розробляє схемотехніку для своїх блоків живлення, що є великою перевагою в порівнянні з моделями, у яких використовуються платформи від сторонніх OEM-розробників. Що стосується безпосередньо тестованого блока живлення, то у першу чергу в очі кидається продумане компонування внутрішнього простору. Усі силові компоненти з високим нагріванням розташовані на великій відстані один від одного і через товсті алюмінієві пластини контактують з корпусом – ідеальний варіант для організації максимально ефективної системи охолодження.

У якості активної її частини виступає 60-мм вентилятор ADDA AD0612XB-A71GL (0,38 А; 4,56 Вт), оснований на кульковому підшипнику. Як-не-як, надійність для промислових рішень стоїть на першому місці.

На інших вузлах виробник також не заощаджував. Зокрема, на вході присутній повноцінний фільтр електромагнітних перешкод (варистор, три дроселі, пара X- і три пари Y-конденсаторів); до складу високовольтного кола включений активний модуль корекції коефіцієнта потужності (APFC); накопичувальні конденсатори (400 В х 180 мкФ) виготовлені японською компанією Rubycon і належать до високотемпературної серії (до 105°С). Головний перетворювач побудований за традиційною прямоходовою схемою із двома ключами. Його контролером виступає мікросхема Champion CM6802. Вона ж відповідає і за коректну роботу модуля APFC.

Для випрямлення вихідної напруги +12В використовуються чотири 30-амперні діодні збірки PFC PFR 30L50CT. Згладжування пульсацій здійснюється за допомогою японських конденсаторів від іменитої компанії Nippon Chemi-Con. Природно, усі вони розраховані на підвищені робочі температури (до 105°С) і відрізняються чудовою якістю, а також тривалим терміном служби.

Біля клем ми також виявили потенціометр, за допомогою якого можна плавно регулювати вихідну напругу в межах від +10,8 до +13,2 В. Система захистів тестованої моделі представлена трьома типами: від короткого замикання (SCP), від підвищеної напруги на виході (OVP) і від перевантаження (OPP).

Тестування

Стабільність вихідної напруги живлення в різних режимах роботи

Незалежно від навантаження, напруга живлення на виході пристрою змінювалася в межах від +12,10 до +12,12 В, що в переведенні на відносні величини становить +0,8…+1,0%. Також ми провели дослід із різними значеннями вхідної напруги. Поступово змінюючи її з 100 до 250 В, на всьому діапазоні ми одержали +12,11 В по 12-вольтовій лінії. Іншими словами, зі стабільністю вихідної напруги в Seasonic SSE-4501PF-12 повний порядок.

Вимірювання коефіцієнта PFC і рівня ККД

Модуль APFC без проблем справляється зі своїм завданням. Значення 0,9 було подолане при навантаженні 100 Вт, що значно менше, аніж 50% від номінальної потужності пристрою. При максимальній споживаній потужності коефіцієнт PFC склав 0,98.

Оскільки в моделі Seasonic SSE-4501PF-12 використовується більш проста схемотехніка, аніж в протестованому раніше 200-ватному Seasonic SSE-2001HE-12, то й ККД у неї знаходиться на більш низькому рівні: 80 – 87% на діапазоні типових навантажень. Враховуючи сферу використання даної моделі, такі значення є цілком прийнятними.

Система охолодження

Для оцінки ефективності системи охолодження ми керувалися температурними показниками, які були зафіксовані після 30-хвилинної роботи блока живлення під навантаженням 400 Вт. Під час експерименту швидкість обертання попередньо встановленого вентилятора була постійною (не залежала від споживаної потужності) і становила 5570 об/хв.

Цього з надлишком вистачило для підтримки нормального температурного режиму усередині блока живлення. Як видно з діаграми, ні про яке перегрівання компонентів не може бути навіть і мови.

Тест на перевантаження та вимірювання енергоспоживання в режимі простою

Захист від перевантаження (OPP) спрацьовував на позначці 530 Вт, що відповідає 17-відсотковому збільшенню до номінальної потужності. Ще раз переконуємося, що в даній моделі використовуються не просто якісні компоненти, але і з великим запасом міцності. Також важливо відзначити, що під час експериментів з перевантаженнями вихідна напруга живлення опускалася всього лише на 0,02 В − з 12,11 до 12,09 В.

Енергоспоживання в режимі простою (без навантаження) становить 8 Вт.

Висновки

Промисловий блок живлення Seasonic SSE-4501PF-12 у першу чергу привертає до себе увагу поєднанням компактних розмірів і великої номінальної потужності: у корпус розмірами 215 х 50 х 115 мм інженерам вдалося помістити платформу, яка може видавати цілих 37,5 А по лінії +12В. При цьому всі необхідні вузли залишилися на місці, ні на чому не заощадили. Також порадувала якість встановлених компонентів: далеко не всі навіть звичайні комп'ютерні блоки живлення можуть похвалитися наявністю усередині японських конденсаторів або застосуванням вентилятора на кульковому підшипнику. Та й можливість роботи із перевантаженнями аж до 530 Вт говорить про те, що при проектуванні даної моделі основними факторами були надійність і запас міцності.

Що стосується інших електричних характеристик, то Seasonic SSE-4501PF-12 здатний працювати в досить широкому діапазоні вхідної напруги (100 – 240 В) і незалежно від значення споживаної потужності видавати на виході стабільні +12,12…+12,10 В. На діапазоні типових навантажень (100 – 450 Вт) ефективність пристрою становить 80 – 87%, що також є цілком гідним результатом.

Ще однією вагомою перевагою даної моделі виступає відмінна реалізація системи охолодження. Завдяки їй Seasonic SSE-4501PF-12 можна буде монтувати в закритих нішах або конструкціях, які погано продуваються, не переживаючи при цьому про можливе перегрівання яких-небудь вузлів. Знову ж, у контексті застосування промислових блоків живлення – дуже важливий фактор.

Переваги:

• компактні розміри;
• висока номінальна потужність (450 Вт), як для вбудовуваних рішень;
• на діапазоні навантажень 100 – 450 Вт ККД пристрою становить 80 – 87%;
• можливість роботи з перевантаженнями аж до 530 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 +10,8 до +13,2 В;
• наявність захистів OVP, OPP і SCP;
• ефективна система охолодження.

Особливості:

• промисловий блок живлення з 12-вольтовою лінією на виході;
• швидкість обертання вентилятора постійна (5570 об/хв) і не залежить від значення споживаної потужності.

Автор: Сергій Мещанчук
Переклад: Олесь Пахолок

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