Что нужно продвинутым пользователям, желающим собрать мощный домашний компьютер? Помимо быстрых видеокарт, процессора, памяти и жёстких дисков таким пользователям нужен красивый, функциональный и удобный корпус, в который можно собрать ПК за минимальное время или легко заменить комплектующие. Компания Zalman предоставила нам на тестирование корпус MS1000-HS2, который как раз позиционируется как решение для компьютерных энтузиастов, то бишь профессионалов, знающих, чего они хотят от своего компьютера.  Ну что же, давайте посмотрим, насколько точно продукт Zalman соответствует этому статусу.

Сразу бы хотелось сказать, что в MS1000-HS2 были собраны две системы. Первая система использовалась для тестирования температурного режима, вторая для проверки корпуса на вместительность и удобство сборки. Почему так? Объясню. В нашей тестовой лаборатории есть ряд систем, подобранных для того, чтобы отвечать требованиям времени с точки зрения нагрева, потребляемой мощности и производительности, однако, поскольку такие системы охлаждаются воздухом, назвать их сложными для сборки и установки в корпус язык не поворачивается. Именно поэтому было решено использовать одну из этих систем в качестве базы для замера температуры. Вторая же система представляет собой “набор коллекционера”, на который ваш покорный слуга охотился весьма продолжительное время. Особенность этой конфигурации заключается в том, что коллекционный “конфиг” охлаждается жидкостью, а значит, требует больше места для установки. Именно эту конфигурацию вы увидите на фотографиях уже собранного компьютера, именно она тестировалась во второй и осталась жить в MS1000-HS2. Ну что же, о начинке мы поговорим позже, а сейчас обратим своё внимание на конструкцию корпуса, по ходу материала оценивая его потребительские характеристики. Для начала, ознакомьтесь TTX Zalman MS1000-HS2:

Спецификации Zalman MS1000-HS2

Тип	Mid Tower
Габариты	200 (ширина) x 500 (высота) x 560 (глубина) мм
Масса, кг	12
Материал	Пластик, сталь
Типы материнских плат	Стандартный ATX / Микро-ATX
Поддерживаемые БП	Стандартные  ATX / ATX12V
Поддержка плат расширения	Полноразмерные (300 мм)
Отсеков 5.25"	4
Отсеков 3.5"	6 x S-ATA HDD с функцией горячей замены
Кулеры	Вверху: 2 x 120мм или 140мм кулеры (1 x 120мм установлен) Нижние: 1 x 120мм or 140мм кулер (опция) Задний: 1 x 120мм кулер Внутренний: 2 x 92мм кулера (1 установлен)
Количество слотов расширения	7 разъёмов
Фронтальные порты ввода/вывода	USB x 2, e-SATA x 1, Наушники x 1, Микрофон x 1
Цветовое исполнение	Чёрный / Белый

 

 

Упаковка корпуса Zalman MS1000-HS2 оформлена достаточно интересно. Яркие краски и довольно много информации, которая наверняка пригодится будущему владельцу корпуса. Технические характеристики MS1000-HS2 вынесены на боковые части коробки, а вот лицевая и обратная стороны отведены под демонстрацию внешнего вида корпуса, а также на описание его возможностей, как то наличие корзин для жёстких дисков с функцией горячей замены, антипылевых фильтров и т.д. . Корпус Zalman MS1000-HS2 выпускается в двух цветовых решениях, чёрном и белом, посмотрим же скорее какой вариант достанется нам.

 

 

Открываем картонную коробку. На самом её верху лежит бокс с аксессуарами, ниже, разумеется, сам корпус который, в свою очередь, бережно завёрнут в мягкий синтетический материал и зажат в пенопластовые тиски. Весьма надёжно, если вы заказываете корпус из другого города, за успех транспортировки переживать не стоит. Уже через защитное покрытие видно, что пришедший на тестирование образец чёрного цвета. На мой взгляд, чёрная модификация смотрится не так красиво как белая, но почти наверняка в использовании окажется более практичной, особенно если корпус стоит на полу, а дома есть маленькие дети….

 

Набор аксессуаров содержит все необходимые принадлежности для удачной сборки системы, не положили разве что отвёртку J А так есть всё:

• Инструкция
• Набор стяжек и креплений для проводов
• Винты
• Ножки
• Удлинитель проводов питания CPU (актуален, если БП располагается внизу, у нас как раз такой случай)
• Заглушка на переднюю панель корпуса с вырезом под 3.5 дюймовые устройства вроде кард-ридера или флоппи дисковода.

 

 

После извлечения корпуса из упаковки, первое слово, пришедшее на ум – добротно. Да, действительно, все части корпуса подогнаны одна к другой, всё выглядит аккуратно, а материалы, использованные при изготовлении, не выглядят дёшево. Кстати, о материалах. При изготовлении корпуса, помимо, естественно, металла (сталь), используется качественный матовый пластик, а также кое-где присутствуют вставки из глянцевого пластика.

 

 

Как я и говорил выше, блок питания в MS1000-HS2 можно смонтировать только внизу, под материнской платой. В принципе, решение хорошее, правда не всегда применимое. Например, есть блоки питания, которые не имеют достаточного запаса длины некоторых проводов. В этом случае могут возникнуть проблемы, хотя и вполне решаемые силами различных удлинителей. Например, провод, соединяющий БП  и разъём питания центрального процессора легко нарастить входящим в комплект кабелем.

 

 

На лицевой стороне корпуса нет ни единой кнопки. Все элементы управления расположены в верхней части MS1000-HS2. На мой взгляд, это удобно, так как я предпочитаю ставить корпус на пол. Впрочем, даже при установке на стол или тумбу рядом со столом такой вариант расположения элементов управления вполне уместен. Кнопка питания слегка утоплена в панель корпуса, изготовлена она из твёрдого пластика, глянцевая, приятная на ощупь. В свою очередь кнопка перезагрузки скрыта под откидной крышечкой, рядом с разъёмами для подключения наушников, микрофона, парой портов USB 2.0 и одним eSATA. Такое расположение весьма логично и удобно, ведь современные системы в большинстве случаев “приходят в себя” без использования аппаратной перезагрузки, а значит на виду такая кнопка не нужна. В общем, производитель сделал всё, чтобы защитить кнопки корпуса от случайных нажатий, но при этом разместил их в легкодоступных местах.

 

 

Раз уж я коснулся верхней части Zalman MS1000-HS2, скажу несколько слов о решётке, закрывающей сверху металлический каркас корпуса. Снимается этот кожух достаточно легко: откручиваешь пару винтов и сдвигаешь крышечку – вуаля. Если оставлено стандартное охлаждение, снятие крышки нужно лишь для чистки от пыли, ну а если вы ставите жидкостное, то в углублении, например, можно закрепить радиатор СВО.

Забегая вперёд, скажу,  что я предпочитаю крепить радиатор “водянки” именно туда, хотя этот способ не единственный, очень часто радиатор СВО закрепляют напротив кулера, выдувающего воздух с обратной стороны корпуса, правда, если вы ещё раз взгляните на фото,

 

 

становится ясно, почему крепление массивных радиаторов с обратной стороны корпуса напротив воздуховода не очень удобно.

 

 

Обратите внимание на панель выводов. Все устройства, установленные в слоты расширения,– крепятся настолько надёжно, насколько это вообще возможно в компьютерном корпусе. Никаких тебе пластиковых “недозащёлок” и хлипких алюминиевых зажимов - отлично!

 

 

Пока мы не забрались внутрь, посмотрим на ещё одну деталь MS1000-HS2 – ножки, точнее, не просто ножки, а две подставки с прорезиненными подошвами.  Если вы посмотрите на фото выше, в основании корпуса можно увидеть сходство с элементами, используемыми при оформлении классической мебели. Отмечу, что эти подставки стоит монтировать в самую последнюю очередь, поскольку после их закрепления, если попробовать сдвинуть системный блок, подставки вылезают из крепёжных пазов. Перемещать корпус после закрепления подставок лучше на руках.

 

 

Совершенно очевидно, что на любой горизонтальной поверхности достаточно быстро скапливается пыль. Всю эту пыль собирает вентилятор, установленный в основании MS1000-HS2, однако, чтобы обезопасить содержимое системного блока от пыли инженеры Zalman предусмотрели специальные фильтры, которые можно извлечь  для чистки после снятия специальной решётки в основании. Полезно, но…. Дело в том, что сначала решётку надо открутить, предварительно положив корпус на бок или перевернув, а это не совсем удобно. Лучше, когда подобные фильтры снимаются простым сдвигом защитной крышки в ту или иную сторону.

 

 

Итак, открываем Zalman MS1000-HS2. Стенки прилегают к каркасу корпуса просто великолепно. Все детали подогнаны, одеваются легко, равно, как и снимаются, при этом нет ощущения расхлябанности. Также радует покрытие стенки, закрывающей “железную” часть корпуса, оно призвано частично гасить нежелательные шумы, издаваемые системами охлаждения устройств. Кстати, крепятся стенки барашковыми винтами, так что для открытия корпуса отвёртка не нужна.

 

 

Несмотря на то, что перед нами Mid Tower решение, ощущение простора после открытия корпуса никуда не девается.

 

 

Ощущение простора никуда не девается даже после установки полноразмерной ATX платы, место хватит для всего оборудования. Начнём мы, пожалуй, с установки кулеров. По умолчанию в Zalman MS1000-HS2 установлены три вентилятора. Один на задней стенке, напротив процессорного разъёма, второй в “потолке” корпуса, также над процессорным разъёмом и, наконец, третий охлаждает корзину с жёсткими дисками, установленную во фронтальной части MS1000-HS2. Однако, это ещё не всё. Вы самостоятельно можете установить ещё три “вертушки” на соответствующие свободные места.

 

 

Один вентилятор ставится вниз, он должен забирать прохладный воздух из под днища корпуса. Такой же можно установить вверху, прямо напротив него. Поддерживаемые типоразмеры – 120 и 140 мм.

 

 

И, наконец, последний вентилятор ставится напротив второй корзины с жёсткими дисками. Прошу обратить внимание на реализацию креплений для HDD. Здесь у продукта Zalman есть все шансы сорвать овации читателей, но обо всём по порядку. Мы говорили о вентиляторах, так вот, они подключаются к стандартному 3-х контактному разъёму, однако для того, чтобы запитать от него кулер, требуется подключить Molex разъём к плате корзины. От этого разъёма питается не только кулер, но и жёсткие диски, установленные в корзину. Справа на фото вы видите регулятор скорости вращения вентиляторов, охлаждающих HDD – весьма полезная штука. Если вдруг вы установите шесть горячих SATA дисков, хорошее охлаждение, уж поверьте, пригодится, а переключатели оборотов помогут в “раскрутке” кулеров на все 100% J Во всех остальных случаях, когда корзины не забиты или установлены холодные HDD, для комфортной работы достаточно минимальных оборотов вентиляторов.

 

 

Снаружи процесс установки жёстких дисков до безобразия прост. Особо подчеркну, что это первый корпус из тех, что я встречал, в который жёсткие диски можно устанавливать с удовольствием, не переживая о том, что сейчас надо будет накручивать винты, царапать боковины HDD вставляя их в металлическую корзину со слегка вогнутыми стенками и т.д. Здесь всё элементарно. Нажал пальцем на крышку нужной корзины, откинул её, отщёлкнул контейнер, поставил HDD, зажал пластиковыми креплениями, вставил  диск и закрыл контейнер. Ни тебе возни с винтиками, ни вереницы проводов SATA питания. Да и доступ к HDD возможен в любое время.

 

 

Крепление прочих трёхдюймовых устройств тоже продумано, более того, всё готово даже для 2,5 дюймовых SSD накопителей. К слову, с распределением кабелей тоже проблем нет, в большинстве случаев внутри Zalman MS1000-HS2 протянуть провода не проблема. В большинстве, но не всегда. К этому мы ещё вернёмся.

 

 

Монтаж пятидюймовых устройств проблем не вызывает. По крайней мере, мой штатный DVD привод и LCD дисплей от Asetek Waterchill XE встали как влитые, вот только потом дисплей я снял за ненадобностью и водрузил на его место реобас от всё той же компании Zalman.

 

 

Процесс крепления устройств: сначала они были зажаты пластиковыми креплениями, а потом, для верности, прикручены винтами к стальному каркасу. Всё.

 

 

Едем дальше. Подключаем провода от элементов управления корпуса и соединяем USB разъёмы с соответствующими разъёмами материнской платы. Теперь можно приступать к установке системы охлаждения. И тут есть о чём рассказать.

 

 

Сперва мною был установлен штатный радиатор от Asetek Waterchill XE. Этот радиатор охлаждается двумя 80 мм вентиляторами и его с запасом хватает для отвода тепла от AMD Athlon 64 FX 51, видеокарта осталась со штатным кулером, равно как и мост материнской платы Gigabyte K8NXP-940, несмотря на наличие соответствующих водоблоков. Так вот, этот радиатор можно закрепить в моём излюбленном месте (на потолке корпуса) только изобретая крепление из подручных средств, поскольку стандартные крепления для вентиляторов рассчитаны на 120/140 мм кулеры и, даже продев длинные винты, закрепить аккуратно радиатор с парой “восьмидесяток” ну никак не получалось. В результате была собрана простейшая металлическая подставка, которая и стала опорой для моего радиатора. Не совсем эстетично, но пока лучше не придумал.

 

 

Поставил водоблок, установил помпу, собрал контур и залил водой. Тестовый запуск с видеокартой Matrox. Всё герметично, проблем с протечками нет. Однако, не всё так гладко. Дело в том, что установленный мною блок питания Antec Quattro 1200 Вт (прим. Ред. – другого БП для этой уже не молодой системы не нашлось, единственная наличествующая альтернатива в виде БП FSP Optima на 650 Вт сгорела за несколько часов до начала сборки этой системы) хоть и имеет модульную структуру, смог забить днище корпуса даже неотсоединяемой частью проводов. А ведь есть ещё помпа из комплекта Asetek Waterchill XE, которая также имеет приличные размеры, поскольку помимо своих основных функций она поддерживает USB управление и позволяет подключать к себе дополнительные вентиляторы…. Всю эту логику нужно где-то размещать, да и встроенного в помпу водяного бачка никто не отменял… В результате, грамотно уместить такую конструкцию без пережатий и изломов шлангов/проводов удалось лишь после тщательного распределения всех соединяющих элементов внутри корпуса.  Результат ниже:

 

 

Ещё буквально пару штрихов и внутри будет полный порядок, но даже сейчас видно, что корпус с лёгкостью закроется.

 

 

Как я и говорил в начале статьи, для тестирования корпуса в нём были собраны две системы. Первая – для теста температуры, вторая для проверки вместимости и удобства распределения компонентов. Для порядка приведу конфигурации обеих систем:

 

Тестовый стенд номер 1 (Замеры температуры)
Процессор	AMD Phenom II X4 980
Система охлаждения CPU	Zalman CNPS 10X Extreme
Материнская плата	MSI 790FX-GD70
Оперативная память	2x2048 Мбайт Kingmax DDR-3 1600
Видеокарта	Leadtek GeForce GTX 295
Жёсткие диски	2x Seagate Barracuda ES2 (2x 1 Тбайт) RAID0
DVD привод	HP DVD+/-RW
Тестовый стенд номер 2 (Тест вместимости и удобства сборки)
Процессор	AMD Athlon 64 FX 51
Система охлаждения CPU	Asetek Waterchill Extreme
Материнская плата	Gigabyte K8NXP-940
Оперативная память	2x2048 Мбайт DDR-400
Видеокарта	Gigabyte GeForce FX 5950 Ultra
Жёсткие диски	2x Hitachi 80 Гбайт RAID0
DVD привод	HP DVD+/-RW

• Температура в помещении составляла 27 градусов Цельсия и была неизменна на протяжении всего времени тестов. Двери и окна в помещении не открывались.
• Охлаждение в корзине HDD работало на минимальных оборотах
• Тестирование проходило в режиме максимальной нагрузки, на неразогнанной системе.
• Для тестов использовались приложения:
• --- wPrime
• --- 3Dmark Vantage Extreme
• --- HD Tune

 

Само по себе тестирование системы в корпусе и на открытом стенде занимает не очень много времени, поэтому оно было проведено в первую очередь. После окончания всех тестов стало понятно, что разница в температуре с открытым стендом минимальная – 1-2 градуса Цельсия. Жёсткие диски чувствовали себя комфортнее внутри корзинок Zalman MS1000-HS2, а вот видеокарта, процессор и материнская плата первого тестового стенда оказались немножечко холоднее на “свежем воздухе”.

Выводы:

Корпус Zalman MS1000-HS2 произвёл очень приятное впечатление. Качественные материалы, удобная и надёжная схема крепления устройств, отсутствие люфта разных частей корпуса – всё это заставляет серьёзно задуматься о приобретении MS1000-HS2. Найденные у данной модели недочёты абсолютно некритичны, поскольку с ними придётся сталкиваться по минимуму. Что же касается вместимости, то для Mid Tower решения корпус показал себя с хорошей стороны, главное – аккуратность при сборке. Единственное, что немного огорчает, так это не самая продуманная конструкция креплений для тех, кто будет использовать СВО, впрочем, и тут выходы имеются. Могу сказать одно – этот корпус будет новым домом для одного из моих коллекционных компьютеров.

 

Вступление

Блок питания «Thunderbolt PLUS 800W Gold» производится фирмой THORTECH. В номенклатуре блоков питания присутствует разделение на классы с префиксом «PLUS» и без оного, который идентифицирует элитарность изделия. Обычные серии содержат множество моделей, а в более продвинутой только одна марка блока питания, о ней и пойдет речь.                                                                                                                                                                                                                                 

Упаковка и комплектация

Блок питания поставляется в картонной коробке весьма внушительных размеров, что, впрочем, свойственно для продукции такого класса.

 

Упаковка не тяжелая, но присутствуют ремешки для переноски. Пустячок, а приятно.

Взглянем на содержимое коробки:

 

В комплект входит блок питания, индикаторная панель iPower Meter, набор съемный кабелей и инструкция по установке.

 

 

Состав упаковки:

• Блок питания «Thunderbolt PLUS 800W Gold»;
• Индикаторная панель «iPower Meter»;
• Кабель питания 220 вольт;
• Кабель PCI-E (6+2) 65 см – 2 шт;
• Кабель SATA 65+15+15 см – 2 шт;
• Кабель Molex (5/12 вольт) 65+15+15 см + FDD – 2 шт; 
• Инструкция по установке на русском языке.

На блоке питания пять встроенных, несъемных кабелей:

• Расширенный ATX (20+4), 65 см;
• Процессорный 12 вольт 4+4 контакта, длина 65 см;
• PCI-E (6+2), 65 см – 2 шт;
• Мониторный к дисплею «iPower Meter».

Спецификация

Воспользуемся данными с корпуса блока питания и прилагаемой документацией.

 

Блок питания не разделяетшину 12 вольт на каналы и может отдавать практически всё мощность только по одному выходу 12 В. В топологии БП используется общий силовой выход 12 вольт с отдельной платой DC/DC преобразователей каналов 5 и 3.3 вольт, и подобная «широта» диапазона нагрузки 12 В не представляется чем-то необычным. Другие характеристики блока питания:

• Совместимость ATX 12V 2.3 и EPS 12V 2.91;
• Вентилятор 135 мм с управляемой скоростью вращения;
• Эффективность более 87% при средней мощности нагрузки, сертификат 80+ Gold;
• Активный PFC (PF>0.99);
• Наработка на отказ >120 000 часов;
• Соответствует стандартам энергосбережения Green power;
• Защита: OCP, OVP, OWP, OTP и SCP;
• Безопасность EMI: CE, CB, TUV, FCC, UL.

Этот БП с «модульным» подключением выходных кабелей. Набор неотключаемых кабелей логичен и правильно подобран – материнская плата, процессор и одна видеокарта повышенной производительности.  С обратной стороны блока питания выглядит следующим образом (окно вентилятора внизу):

 

 

 

Всего можно подключить два шлейфа PCI-E и четыре кабеля питания периферии. Набор типичный, но вполне достаточный.

Блок питания изнутри

В верхней крыше блока питания расположен 135-миллиметровый вентилятор Protechnic MAGIC MGT13512XB-O25 ZP "series A" с следующими техническими характеристиками:

• Напряжение питания 12 вольт;
• Ток потребления не более 0.38 А;
• Скорость вращения 1800 оборотов в минуту;
• Воздушный поток 100 cfm.

Если крышку снять, откроется следующая картина:

 

Позволил себе вольность выделить основные элементы блока питания.

1. Выпрямительный мост GSIB2580 (800 В 25 А);
2. Два дросселя APFC (145 мкГн);
3. Две пары из MOSFET IXFH44N50P (500 В 0.014 Ом) и диода DSEP15-06B (600 В 15 А 25 нс) узла APFC;
4. Два конденсатора APFC – 270 мкФ 450 В, серия KMT (импульсный ток 1.35 A);
5. Плата контроллера APFC и основного преобразователя;
6. Два MOSFET IXFH44N50P основного преобразователя;
7. Силовой трансформатор в исполнении под LLC преобразователь (две секции); 
8. Резонансный конденсатор 0.22 мкФ 630 В, серия MMKP82;
9. Выпрямительный мост на четырех MOSFET IXTQ182N055T (55 В 5 мОм) канала 12 вольт;
10.  Три конденсатора 2700 мкФ 25 В марки KY (17 мОм, 3.35A) по выходу 12 вольт;
11.  Плата преобразователей 5, 3.3 вольта и выходных разъемов;
12.  Плата мониторинга.

Контроллер дежурного источника определить не удалось, микросхемы в корпусе SOT23-6 имеют сокращенную маркировку. В качестве силового транзистора используется MOSFET TK8A65D (650 В 0.7 Ом), сглаживающий конденсатор 470 мкФ 16 В серии SEPC (10 мОм).

В блоке питания использованы электролитические конденсаторы японских фирм Nippon и Sanyo.

Блок питания содержит много электронных компонентов управления, поэтому в топологии используется три платы управления и мониторинга.

 

Основной контроллер блока питания содержит микросхемы:

• (слева) L6599A – контроллер резонансного LLC преобразователя;
• (в центре) LM393 – сдвоенный компаратор;
• (справа) UCC28061 – контроллер двухфазного узла PFC.

Плата мониторинга

 

Основной управляющий элемент – однокристальный микропроцессор Atmel ATMEGA88, которая включает в себя 8-канальный аналого-цифровой преобразователь с разрядностью десять бит. Вторая микросхема в  корпусе SO-8 – сдвоенный операционный усилитель LM258. В правой части платы расположены два столбца контактов – с противоположной стороны установлена микросхема супервизора PS232.

Плата преобразователей 5, 3.3 вольта и выходных разъемов.

Вид со стороны разъемов:

 

И с противоположной стороны:

 

Плата состоит из двух одинаковых DC/DC преобразователей с питанием от общей шины 12 вольт. Контроллеры APW7073 с двумя парами MOSFET APM3109 (30 В, 8 мОм) и APM3116 (30 В, примерно 5 мОм) в каждом преобразователе.

Сглаживающие конденсаторы 1500 мкФ 6.3 В серии SEPC (10 мОм), по три штуки на канал.

LLC преобразователь

В блоке питания «Thunderbolt PLUS 800W Gold» основной преобразователь реализован на резонансном преобразователе LLC типа. Сокращение «LLC» не имеет расшифровки и означает тип резонансного контура L-L-C, т.е. система с двумя резонансными частотами. Технологию работы преобразователя опустим, важнее его свойства – ток через трансформатор имеет форму, близкую к синусоиде, что означает низкий спектр помех в «токовой» составляющей. С точки зрения напряжения тоже есть положительные моменты – при переключении транзисторов ток снижается, что позволяет изменять напряжение на них не так быстро. Затягивание фронтов – еще один способ снизить спектр помех. Но, изменения коснулись не только способа работы преобразователя, трансформатор тоже претерпел существенные модификации.

 

Ничего странного не наблюдаете? Трансформатор состоит из двух изолированных секций – первичной и вторичной обмоток. В обычных преобразователях (полумост, прямоходовой однотактный) стараются уменьшить индуктивность рассеивания обмоток, для чего их наматывают как можно ближе и с наибольшей поверхностью соприкосновения. Такой прием позволяет уменьшить рассеивание, но при том получить слишком хорошую емкостную связь между обмотками. Для подавления этого дефекта между первичной и вторичной обмотками прокладываются обмотки из одного витка (емкостные экраны), которые соединяют с общим проводом. В результате, паразитная емкость обмотки действует только на экран и не проникает в выходную цепь. На бумаге это работает красиво, но, в действительности, экран не бывает 100-процентным. И еще один момент – экранирующую обмотку делают только на первичной стороне, забывая о том, что трансформатор система симметричная и помехи из вторичной обмотки наносят не меньший вред. К тому же, введение экранирующих обмоток увеличивает расстояние между первичной и вторичной обмотками, что повышает рассеивание и удорожает производство трансформатора (обычно экранирующая обмотка выполняется медной лентой).  В LLC преобразователях обмотки разнесены в разные секции трансформатора и имеют крайне малую поверхность контакта. При большом желании перегородку между секциями можно выполнить из фольгированного диэлектрика и соединить с общим проводом на первичной и вторичной сторонах, что дополнительно снизит проникновение между обмотками. В данном блоке питания дополнительное экранирование не используется, но и при таком исполнении должен обеспечиваться низкий уровень высокочастотных помех.

Чтобы было понятнее, сделаю модель двух типов преобразователей, используемых в блоках питания повышенного качества – резонансный LLC и  однотактный прямоходовой преобразователь.

 

Конденсаторы C3, С8 и C5, C7 эмулируют паразитную емкость проникновения между первичной и вторичной обмотками. Особенность работы преобразователей и элементной базы:

LLC – ток через трансформатор близок к синусоидальному, напряжение – с одной стороны меандр с размахом +/-180 вольт, с другой  резонансный контур, т.е. чистый синус амплитудой 100-300 вольт (в зависимости от мощности нагрузки на блок питания).

PWM – ток через трансформатор довольно резкий, повторяет напряжение. Напряжение – прямоугольные импульсы с размахом +/-380 вольт.

Из описания видно, что кроме явного недостатка конструкции трансформатора, PWM система имеет в двое больший размах напряжения, прикладываемого к трансформатору. Кстати, о напряжении – обычно первичная обмотка LLC трансформатора состоит из двух слоев, в результате с перегородкой контактирует средняя часть обмотки, т.е. напряжение помехи в два раза снижено. Иногда, первичную обмотку выполняют из трех слоев, но третий слой не доходит до конца секции, что уменьшает напряжение помехи с половины до 1/3.

Итак, какие моменты приводят к уменьшению уровня помех при переходе к LLC преобразователю:

• Малая емкостная связь между обмотками;
• Сниженное напряжение высокочастотных составляющих на первичной стороне (в два раза, по сравнению с классическим вариантом однотактного преобразователя);
• Снижение уровня помех от фронтов переключения транзисторов;
• Упрощение трансформатора;
• Удаление из блока питания выходного дросселя, на котором рассеивается значительная мощность.

Модель сделана, а как же результаты?

В качестве полезной части интересуют помехи, которые наводятся между первичной и вторичной сторонами трансформатора – этот вид помехи действует между сетевой и выходной частями преобразователя, а потому хорошо проникает на выход.

Токовую составляющую можно посмотреть на резисторах R3 и R5 модели.

 

Как видите, результаты даже не одного порядка – LLC преобразователь гораздо «тише».

iPower Meter

Блок питания «Thunderbolt PLUS 800W Gold» комплектуется индикаторной панелью «iPower Meter»? которая может устанавливаться в 5.25” слот системного блока. Выглядит он примерно так:

 

Блок индикации может показывать:

• Или токи или напряжения по каналам 3.3, 5, 12 вольт (левая и средняя зоны);
• Или общую мощность нагрузки или КПД (правая верхняя зона);
• Скорость вращения вентилятора и температуру в блоке питания (правая нижняя зона).

Довольно необычно, но блок показывает довольно точно. По напряжениям расхождение едва заметно, а по мощности наблюдается отставание на 2-3 ватта, что при мощности нагрузки в 100-800 ватт не так уж и существенно. Из-за ‘отставания’ тока индицируемый КПД немножко завышен, примерно на 1 процент. Например, при средней нагрузке блок питания показывает эффективность 92.08%, тестирование на блоке нагрузок представляет результат 91.1%.  По точности съема данных сказать достаточно сложно, для этого придется полностью скалывать схему, что крайне затруднительно. Одно можно сказать определенно – для считывания величин токов используются высокоточные резисторы (не хуже 1%).

Тестирование

Блок питания исследовался по методике, изложенной в статье тестирования блока питания Aerocool Strike-X 800, опубликованной ранее. В качестве соперника нашему блоку возьмем Strike-X из предыдущей статьи – мощность и качество технических решений у них высокое, что предвещает острую конкурентную борьбу.

Посмотрите файл отчета для блоков питания Thunderbolt800 и Strike-X 800W.

Aerocool Strike-X 800

 

Thunderbolt PLUS 800W Gold

 

Блоки питания показывают высокие технические характеристики, полностью подтверждая свою элитарность. Но, давайте посмотрим на конкретные цифры.

Параметр	Aerocool Strike-X 800	Thunderbolt 800
Выходное сопротивление канала 12 В, мОм	7.1	4.9
Выходное сопротивление канала 5 В, мОм	3.8	2.7
Уровень пульсаций канала 12 В, вольт	0.44	0.34
Уровень пульсаций канала 5 В, вольт	0.14	0.08
КПД при мощности нагрузки 85 Вт, %	79.4	84.2
КПД при мощности нагрузки 140 Вт, %	85	89
КПД при мощности нагрузки 400 Вт, %	89.1	91.1
КПД при мощности нагрузки 800 Вт, %	87	87.9
Максимальный ток потребления, А	6.4	6.5

Блока питания Thunderbolt 800 показывает существенно лучшие результаты, причем во всех характеристиках, кроме последней строчки. Но, оба блока оборудованы мощными узлами APFC, а потому и должны показывать примерно равные результаты, если при проектировании не было допущено ошибок. В данном случае ничего необычного не наблюдается, максимальный ток потребления одинаков (с учетом погрешности измерения).

Переходим к второй группе тестов.

Блоки питания проходили тесты 1-4 при мощности нагрузки 90%.

 Aerocool Strike-X 800 

Режим	Пиковый ток	КПД	Помехи: CPU	Помехи: GPU	Помехи: VGA-RAM	Помехи:  5В
1: 220Vac sinus	5.8 А	87.9%	0.023 В	0.01 В	0.01 В	0.009 В
2: 220Vac meander	10.7 А	87.5%	0.06 В	0.01 В	0.01 В	0.01 В
3: 187-242V	10.9 А	-	0.028 В	0.014 В	0.013 В	0.011 В
4: 220V failure	18.8 А	-	0.031 В	0.016 В	0.061 В	0.011 В
HDD emulation	2 А	-	0.096 В	0.087 В	0.085 В	0.013 В

Максимальное время отсутствия сети 0.018 сек.

Thunderbolt PLUS 800W Gold

Режим	Пиковый ток	КПД	Помехи: CPU	Помехи: GPU	Помехи: VGA-RAM	Помехи:  5В
1: 220Vac sinus	4.3 А	90.5%	0.021 В	0.01 В	0.012 В	0.008 В
2: 220Vac meander	6.9 А	90.3%	0.026 В	0.011 В	0.011 В	0.09 В
3: 187-242V	9.5 А	-	0.034 В	0.014 В	0.018 В	0.011 В
4: 220V failure	4.3 А	-	0.023 В	0.013 В	0.015 В	0.008 В
HDD emulation	2 А	-	0.052 В	0.043 В	0.051 В	0.016 В

Максимальное время отсутствия сети 0.015 сек.

Увы, чуда не случилось. Блок питания «Thunderbolt» выигрывает почти по всем позициям. Надо отдать должное, оба БП высокого качества и разница не существенной величины. Наибольшая разница наблюдается в тесте с эмуляцией работы от UPS, когда напряжение питающей сети устанавливается прямоугольной формы. Посмотрим графики этого случая, «Strike-X» слева, «Thunderbolt» справа:

 

Наибольший ток вызывается перезарядом «X» конденсаторов входного фильтра и, похоже,  у «Strike-X» с конденсаторами дела обстоят гораздо хуже, чем у героя этой статьи. Скорее всего, сказывается различие в принципе работы APFC на этих двух блоках питания. В «Thunderbolt» в работе блока APFC участвуют двухфазный преобразователь, что снижает девиацию тока потребления от сети 220 вольт и позволяет уменьшить емкость  «X» конденсаторов входного фильтра. Что до самого ток потребления, то он составляет 4 ампера в первом случае и 3 ампера во втором. Вообще-то, КПД блоков питания и мощность их нагрузки примерно одинакова, поэтому и величина тока потребления должна быть примерно равной. Скорее всего, картинки тока потребления сняты в несколько различающиеся моменты времени и в первом случае еще не окончен заряд сглаживающих конденсаторов APFC (у «Strike-X» их емкость на 22% больше).

Время работы без сети у «Thunderbolt» составляет всего 0.015 секунды, что явно мало, но это тема отдельного разговора.

Тест «HDD emulation».

На данном этапе эмулируется импульсный ток потребления жесткого диска. При разгоне и/или перемещении позиционера HDD дает мощную импульсную нагрузку по питающему источнику 12 вольт. В данном тесте используется токовая нагрузка величиной 2 ампера и длительностью 0.5 мс. Место подключения – разъем Molex, что характерно для жестких дисков.

«Aerocool Strike-X 800», выход 12 вольт (слева) и 5 вольт (справа):

 

 

«Thunderbolt PLUS 800W Gold», выход 12 вольт (слева) и 5 вольт (справа):

 

По 12 В у «Strike-X» уровень пульсаций больше, 80 мВ, против 25 мВ у «Thunderbolt». Что до канала 5 В, то в обоих случаях уровень пульсации незначительный. Однако отметим странности – у «Strike-X» переходной процесс какой-то странно-колебательный, а у «Thunderbolt» появляются низкочастотные “волны”. Первое странно, а вот второе требует дополнительного изучения.

PF или COS()

Уровень Cos() в блоке питания «Thunderbolt PLUS 800W Gold» специально не измерялся, в виду его очевидной бессмысленности, но один замер был произведен. При максимальной мощности PF составил 0.988. Извините, опять  выходит как-то неказисто. Производитель обещал «PF>0.99» для средней нагрузки, а тут даже при максимальной мощности не дотягивает до 0.99.

 

Посудите сами, это похоже на “>0.99”? Ой!

 

Уровень помех

Нагрузочные характеристики измерены, теперь давайте посмотрим блок питания другими инструментальными средствами. На рисунках будут показаны напряжения на выходе 12 В и 5 В. Первый график желтого цвета, второй голубого. Левая и правая картинка  отличаются частотным разрешением.

Aerocool Strike-X 800 (без нагрузки)

 

Aerocool Strike-X 800(статическая нагрузка, мощность 600 Вт)

 

Thunderbolt PLUS 800W Gold

Без нагрузки (слева) и 4 Вт (справа):

 

При мощности нагрузки БП выше 10 Вт низкочастотные пульсации исчезают полностью.

Статическая нагрузка, мощность 600 Вт.

 

Блок питания «Strike-X» показывает существенный уровень импульсных помех от работы преобразователя, у «Thunderbolt» этого не наблюдается. Производитель обещал БП с крайне низким уровнем помех, и это выполнено. Ранее был разговор об LLC преобразователе и уровне помех – что же, теория полностью совпала с измерениями реальных блоков питания. Резонансный LLC преобразователь действительно создает низкий уровень помех.

Проверка на генераторе помех сети 220 В

Для исследования влияния помех в сети 220 вольт на качество работы блоков питания был сделан небольшой стенд, генерирующий два вида помех – дифференциальные и синфазные. Подробнее работа стенда описана в предыдущей статье и специально останавливаться на вопросе нет необходимости.

Теперь дифференциальные помехи. Подобный вид помех возникает между двумя питающими проводами сети 220 вольт. В домашних условиях их источником является коммутация очень мощной нагрузки, например электрочайника или компрессора холодильника. Протестируем на блоках питания, используем напряжение помехи 240В.

 Aerocool Strike-X 800

Слева картинка для не нагруженного блока питания, справа – 600 Вт.

 

Thunderbolt PLUS 800W Gold

Слева картинка для нагрузки блока питания 20 Вт, справа – 600 Вт.

 

Обращаю Ваше внимание – картинки сняты для напряжении помехи 100 вольт при мощности 20 Вт и 200 вольт при 600 Вт. При попытке установить бОльшую величину помехи блок питания выключается.

Если не брать в расчет крайнюю "чувствительность" блока питания «Thunderbolt» к дифференциальным помехам, то всё остальное у обоих БП примерно аналогично – и величина помехи и ее длительность.

Теперь о синфазных помехах. Этот тип помех возникает между землей и двумя выводами питающей сети, а потому их механизм и способы распространения отличаются от ранее рассмотренных дифференциальных помех, что требует отдельного исследования. Выключенный БП слева, нагруженный (600 Вт) справа:

Aerocool Strike-X 800

 

Thunderbolt PLUS 800W Gold

 

Обратите внимание на различающуюся кратность шкалы напряжений – для «Strike-X» это 200 мВ/деление, против 50 мВ/деление для «Thunderbolt».

Блок питания «Thunderbolt PLUS 800W Gold» и здесь доказал правдивость характеристики о крайне низком уровне помех. Даже без удаления «Y» конденсаторов входного фильтра уровень помехи на его выходах всего лишь 50 мВ, против 350 мВ у его конкурента. Это довольно интересный и, как ни странно, прогнозируемый результат.

HDD emulation

Это контрольный тест, который дублирует ранее проведенное тестирование. Но здесь есть одна особенность – наблюдение с помощью осциллографа позволяет рассмотреть мелкие подробности, скрытые довольно грубоватыми приборами блока нагрузок. Тест выполняет импульсную нагрузку по выходу 12 В разъема Molex, током 2 ампера и длительностью 1 мс. Нагрузки блока питания – равномерная по выходам, статическая, 600 Вт.

Aerocool Strike-X 800

 

 

Thunderbolt PLUS 800W Gold

 

Нее, я не перепутал картинки, всё так и есть. Причем, картинка совершенно не совпадает с предыдущими данными тестирования. Ошибка? Вовсе нет, просто блок нагрузок 'видит' напряжение на свих выходах через RC фильтр с такими параметрами, какие обычно используют во входных LC фильтрах преобразователей, которые подключаются к блоку питания. Посмотрите на топологию преобразователей процессора и видеокарты, их цепи питания 12 вольт всегда начинаются с дросселя, за которым следует несколько конденсаторов. Хороший тест должен показывать именно то, что оказывает влияние на работоспособность питаемого оборудования, поэтому в блок нагрузок установлены  дополнительные фильтры. Однако в данном случае никаких фильтров не ставилось, ведь в HDD отсутствуют крупногабаритные компоненты входного фильтра и сглаживать относительно длинные помехи они не способны.

Итак, блок питания «Thunderbolt PLUS 800W Gold» при импульсной нагрузке в 2 ампера дает снижение напряжения на 0.14 вольта. Попробую предположить, что если бы ток был больше, то и величина падения напряжения пропорционально возросла. Почему же у «Strike-X» нет такого безобразия, а здесь есть? Давайте попробуем разобраться. В блоке питания «Strike-X»  цепь 12 вольт Molex подключается к общей шине 12 вольт непосредственно, а  в «Thunderbolt» через дополнительный LC фильтр. Величина индуктивности около 1.5 мкГн, емкость 470 мкФ. На картинке присутствует ярко выраженный колебательный с частотой около 5 кГц. Если вычислить резонансную частоту контура L и C, то примерно 5 кГц и выйдет. Что до 'дикого' провала напряжения в начале переходного процесса величиной 0.14 вольта, то этот вопрос обязательно следует исследовать.

Ток короткого замыкания

Блок питания «Thunderbolt PLUS 800W Gold»  не имеет разделения на каналы, вся его мощность может быть снята по любому выходу 12 вольт. Но это довольно большой ток и при коротком замыкании могут быть неприятные последствия, поэтому требуется дополнительный тест по данному вопросу.

Для получения короткого замыкания используется шлейф-удлинитель Molex, который подключается к самому дальнему разъему Molex блока питания и замыкается с помощью тумблера. Подробнее вопрос описан в предыдущей статье.

Слева 12 вольт, справа тест для выхода 5 вольт.

Aerocool Strike-X 800

Блок питания нагружен на 250 Вт.

 

Thunderbolt PLUS 800W Gold

 Блок питания нагружен на 250 Вт.

 

Параметр	Strike-X 800	Thunderbolt
Ток КЗ канала 12 В, ампер	100	120
Время выключения при КЗ канала 12 В, мс	12	2
Ток КЗ канала 5 В, ампер	60	65-30*
Время выключения при КЗ канала 5 В, мс	28	1.5

Примечание: (*) – бОльшая цифра вызвана разрядом сглаживающих конденсаторов, меньшая – ограничением по току.

Давайте поближе посмотрим на канал 5 вольт, очень уж непонятная вышла картинка.

 

Довольно странная форма тока, без пологой части. Но, если БП нормально работает, значит это просто "особенность реализации", бывает. То, что ток следует периодами – это нормально. Замыкание цепи осуществляется тумблером, а любое механическое устройство коммутации всегда создаст звон соединения (периодическое замыкание-размыкание небольшой продолжительности), который и наблюдается на картинке. Любое соединение даст подобный звон, поэтому тестирование с помощью тумблера достаточно корректно. К слову, подобное прерывистое замыкание более "болезнено" схемам защиты, чем устойчивое замыкание.

Доработки и изыскания

Для начала, стоит перечислить те недостатки, которые были обнаружены в блоке питания «Thunderbolt PLUS 800W Gold».

1. Повышенный уровень пульсаций на канале 5 вольт;
2. Большое падение напряжения на канале 12 вольт при импульсной нагрузке;
3. Время работы при отсутствии сети порядка 0.015 секунды при любой мощности нагрузки блока питания;
4. Низкая устойчивость к помехам в сети 220 вольт.

Не является недостатком, но хорошо бы рассмотреть удаление «Y» конденсаторов в входном фильтре. Подобная доработка, проведенная в блоке питания «Aerocool Strike-X 800», привела к уменьшению уровню синфазной помехи в два раза.

Повышенный уровень пульсаций на канале 5 вольт

Уровень пульсаций на выходе 5 В действительно слишком высок. Был бы это какой-нибудь "безродный" блок питания, то "ладно", но для элитной продукции подобное не приемлемо. Взглянем на уровень пульсаций и его частоту:

 

По выходу 12 В есть отдельные всплески небольшой амплитуды с периодом около 25 мкс (40кГц). На выходе 5 В положение дел хуже, пульсации большой амплитуды, явно выражены. По данной картинке трудно вычислить частоту колебаний, где-то 5-6 периодов в делении 10 мкс (500-600 кГц). Наиболее частыми причинами высокого уровня помех являются неудачная разводка шины «земля» (малая ширина или неудачная трассировка трасс) или повышенная индуктивность в цепи к фильтрующим конденсаторам. Вряд ли причина в трассировке, осмотр платы не выявил явных огрехов. Да и сам уровень помех слишком велик для такого вида дефекта. Давайте попробуем разобраться с конденсаторами. На выходе преобразователя канала 5 В (как и в канале 3.3 В) установлены три конденсатора 1500 мкФ 6.3 В серии SEPC. Из технической документации следует, что их ESR составляет 10 мОм. Импульсный ток дросселя вряд ли превышает 5 ампер, поэтому уровень пульсаций на выходе не должен превысить 5А*10мОм/3=16 мВ. На картинке уровень помех порядка 50 мВ. Цифры не совпадают, в чем же загвоздка? Поддельные конденсаторы? Давайте выпаяем один конденсатор и исследуем его импеданс в полосе частот 20 кГц – 1 МГц. Впрочем, зачем себя ограничивать только этим конденсатором?

 

Данные по электролитическим конденсаторам Sanyo и Teapo снимались не особо тщательно, поэтому их графики показаны пунктирной линией.

Что за ерунда, в документации OS-CON тщательно доказывается, будто их конденсаторы настолько хороши, что не требуют блокировочных керамических конденсаторов. Это клевета или нам попались поддельные конденсаторы? Почитаем рекламную продукцию OS-CON очень внимательно.

 

 

Про пунктирные графики следует сразу забыть, ESR никакого смысла не несет, главное импеданс. Все графики имеют форму буквы V – в низкочастотной части импеданс определяется номинальной емкостью конденсатора, потом следует насыщение, импеданс определяется только ESR (последовательным внутренним сопротивлением конденсатора). Если частота превышает критическую точку, то импеданс начинает возрастать и всё больше сказывается встроенная индуктивность конденсатора.

Это означает, что никакой ошибки нет, конденсаторы с "твердотельным" наполнителем вовсе не так хороши, как нам пытаются представить PR компании. Существует негласное правило – конденсатор маленького размера хорошим быть не может, что мы и получили. Попытка сделать небольшой элемент с низким сопротивлением привел к концентрации свойств и появлению явной встроенной индуктивности.  В обычном конденсаторе тоже присутствует индуктивность обкладок и выводов, но из-за распределения по большой поверхности ленты вместо четкой индуктивности получается комбинация множества LRC различных участков, которые снижают добротность и как бы "размазывают" величину индуктивности по частотному спектру. Поэтому графики (обычных) электролитических конденсаторов весьма пологи, посмотрите пунктирные графики на моем рисунке.

Итак, причина высоких пульсаций ясна, конденсаторы 1500 мкФ 6.3 В серии SEPC в полосе частот около 500-600 кГц повышают импеданс до 50 мОм. Если воспользоваться той же формулой расчета, что использовалась ранее, то уровень пульсаций должен составить 5А*50мОм/3=83 мВ. Примерно то же и наблюдается осциллографом.

Надо отметить, что я измерял характеристики некоторых "твердотельных" конденсаторов других фирм примерно такого же размера – их параметры в полосе частот выше 200 кГц удивительно точно совпали с протестированными ранее 1500 мкФ 6.3 В SEPC. Причем, при одинаковом размере корпуса получаются одинаковые характеристики, вне зависимости от номинальной емкости. Например, 470 мкФ 16 В имеет те же свойства, что и 1500 мкФ 6.3 В (оба снимались с одной и той же платы блока питания «Thunderbolt»). Скорее всего, это ограничение технологии и длительные поиски чуда не принесут.

Каким способом можно обойти проблему? Увы, вариантов не так уж и много, плата ограничена по высоте выходными разъемами, а потому установка более высоких конденсаторов невозможна. С обратной стороны проходит масса проводников и место под высокий конденсатор отсутствует вовсе. Остается только обычный вариант – установка большого количества керамических конденсаторов 10-22 мкФ типоразмера 1210. Для надежного устранения пульсаций надо установить их в два-три раза больше, чем имеющихся 1500 мкФ 6.3 В (т.е. 6-9 штук).

Эта доработка была опробована, но нужных конденсаторов найти не удалось, пришлось воспользоваться кучкой керамических конденсаторов 4.7 мкФ в корпусе 1206. Увы, не знаю, что сказалось – или неудачная трассировка или конденсаторы оказались слишком посредственными (скорее всего), но уровень пульсаций снизился всего лишь на треть. Осциллограмма будет приведена чуть ниже, в конце следующего раздела.

 Большое падение напряжения на канале 12 вольт при импульсной  нагрузке

Повторю картинку, вызвавшую конфликт:

 

На рисунке плохо видно, длительность импульса примерно 1 мкс (500 кГц). Если обратиться к предыдущему разделу, то прослеживаются общие черты, особенно с учетом того, что выходной конденсатор по каналу 12 В - 470 мкФ 16 В SEPC имеет схожие характеристики с рассмотренным ранее 1500 мкФ 6.3 В.

Давайте прикинем, так ли это. Бросок тока 2 ампера, предполагаемый импеданс конденсатора 50 мОм – величина скачка напряжения должна составить 2А*50мОм=0.1 В. По осциллографу вышло 0.14 вольта, что примерно правильно – импульс тока весьма четкий и захватывает спектр частот выше 500 кГц, на котором импеданс конденсатора монотонно возрастает.

Выход четырех каналов 12 вольт реализован через LC фильтры, в качестве «L» выступает дроссель 1.5 мкГн, выполненный на ферритовом стержне. Выходной конденсатор - 470 мкФ 16 В, серия SEPC. Решить проблему можно следующими способами:

1. Дополнить схему несколькими керамическими конденсаторами 10-22 мкФ 16 В, корпус 1210; 
2. Заменить "твердотельный" конденсатор на обычный, хорошего качества; 
3. Удалить или закоротить дроссель.

Первый вариант, установка керамических конденсаторов, была выполнен припаиванием десяти конденсаторов 4.7 мкФ в корпусе 1206. В результате несколько уменьшился высокочастотный шум на выходе, но переходной процесс практически не изменился. Причина – явно недостаточная емкость и повышенное внутреннее сопротивление добавленных конденсаторов. Довольно странно, что производитель не установил по паре конденсаторов 22 мкФ 16 В параллельно выходным электролитическим конденсаторам – высокочастотные составляющие режутся очень хорошо, что позволяет еще повысить класс устройства.

Второй вариант выполнялся заменой конденсатора 470 мкФ 16 В, серия SEPC на не "твердотельный" не слишком высокий и с таким же диаметром. У меня нашлись следующие модели:

Фирма	Емкость, мкФ	Серия	ESR, мОм
Nippon	1500	KZG	~15
Nippon	1800	KZG	~15
Nippon	1200	KZE	22
Rubycon	1200	ZL	22
Sanyo	470	SEPC	10

Все конденсаторы показали примерно одинаковый результат, кроме последнего. В блоке питания не так много места, поэтому в качестве замены выбран первый вариант. Посмотрим, что выйдет:

 

На фронтах отчетливо виден резонансный всплеск, от которого принципиально нельзя избавиться – перед конденсатором стоит дроссель и он образует с ним резонансный контур. Можно влиять на добротность контура,  а полностью избавиться от "колебательности" невозможно. Конечно, можно удалить дроссель вовсе, но это уже будет третий вариант доработки. Какими же средствами можно уменьшить "колебательность" контура? Либо шунтированием индуктивности постоянным резистором, либо увеличением номинальной емкости конденсатора с одновременным ухудшением его ESR. В первоначальном варианте дроссель 1.5 мкГн и конденсатор 470 мкФ образовывали резонансный контур с рабочей частотой около 5 кГц и волновым сопротивлением около 50 мОм. Для снижения добротности, по первому варианту, придется устанавливать резистор 50 мОм параллельно дросселю. Мало того, что это сразу снизит качество фильтрации пульсаций, так еще и весьма проблематично осуществить в домашних условиях. Во втором случае можно поставить электролитический конденсатор с повышенным внутренним сопротивлением, которое будет выполнять функции демпфера резонансного контура. Такой прием хорошо работает при установке двух конденсаторов разного типа параллельно – первый гасит ВЧ составляющие из-за низкого ESR, второй работает в среднечастотном диапазоне и снижает добротность контура.  Увы, в блоке питания есть место только под один конденсатор, поэтому придется идти на компромисс и  устанавливать только один конденсатор. При этом он должен иметь не самое низкое внутреннее сопротивление и большую номинальную емкость. Обычный качественный, не "твердотельный", электролитический конденсатор вполне подойдет.

Третий вариант – закоротить или удалить дроссели. Осциллограммы снимались уже после замены конденсаторов на 1500 мкФ 16 В, серии KZG. Один из дросселей был закорочен и на этот выход создавалась импульсная нагрузка. Интерес представляет как это выход (картинка слева), так и другой (справа):

 

На левой картинке идет обычное уменьшение напряжения из-за нагрузочного тока, а вот на правой наблюдаются следы резонансного выброса на фронтах установки/сброса тока. И это при том, что "другой" выход никуда не подключен, на нём нет нагрузки. Это эффект вызван тем, что резкая смена напряжения вызывает резонансный всплеск на всех выходах, ведь они подключены через L-C цепочки.  Создается глупая ситуация, для подавления распространения помех между каналами поставили фильтры из дросселей и конденсаторов, но они сами начинают наводить "звон". Увы, но так. Кроме того, дроссели расположены очень компактно, а потому наводят электромагнитные помехи друг на друга.  Для исключения этого дефекта можно попробовать удалить (закоротить) дроссели. Были опробованы три варианта – с имеющимся дросселем 1.5 мкГн, с уменьшенным до 0.2 мкГн и без него вовсе. Промежуточный вариант выбран из тех предположений, что добротность контура будет низкой, а свойство подавления пульсаций блока питания останется, в какой-то степени. При смене номинала дросселя они заменялись по всем четырем выходам одновременно.

 

С дросселем 1.5 мкГн:

С дросселем 0.2 мкГн:

С закороченным дросселем: 

Уменьшение номинала дросселя, как и его закорачивание, приводит к уменьшению амплитуды колебательного процесса, но уровень пульсаций возрастает в несколько раз. Конечно, их величина укладывается в допуск, но вовсе не такого хочется получить от качественного блока питания. Так что – закорачивание дросселей делать не стоит, лучше поменять конденсаторы на не "твердотельные".

В результате доработки, заключающейся в замене существующих конденсаторов на 1500 мкФ 16 В KZG, картинка эмуляции работы жесткого диска стала выглядеть следующим образом:

 

 В блоке питания «Thunderbolt PLUS 800W Gold» использованы конденсаторы фирмы NIPPON CHEMI-CON, что мешало поставить на выходы каналов 12 вольт конденсаторы той же фирмы? Они же показывают лучшие рабочие характеристики, чем OS-CON. Загадка!

Есть еще один момент, который не рассмотрен ранее, но оказывает влияние на высокочастотные импульсные помехи. Основное соединение цепи «земля»  осуществляется через корпус системного блока и для уменьшения помех БП должен обеспечивать надежный контакт цепи «земля» платы с корпусом блока питания. Понятно, что это делается через винт в углу печатной платы, но качество выполнения этого соединения плохо соотносится с высоким классом блока питания. После дублирования соединения через медную ленту уровень высокочастотных импульсных помех уменьшился примерно на 25 процентов.

Повторная проверка блока питания с помощью программы тестирования показала уменьшение уровня пульсаций в тесте «HDD emulation» примерно в 1.5 раза. Для сравнения, картинки из этого тест до доработки (слева) и после (справа).

 

По конденсатору TEAPO, использованному с тесте с измерением импеданса приключилась довольно интересная история, наверно стоит о ней рассказать. Как-то мне принесли некоторое количество серверных 1U блоков питания, умерших от перегрева. В них останавливался вентилятор, в результате чего вспухли все конденсаторы. Понятное дело, что восстанавливать такие БП себе дороже, они же серверные, а потому а-бы-как не ремонтируются.  Интересный момент в том, что в БП все конденсаторы высохли до состояния "обрыва", кроме одного – который участвовал в тестировании. Мало того, что он не деградировал от температуры, так еще и внутренне сопротивление его сохранило меньшее значение, чем декларировано производителем (17 мОм вместо декларированных производителем максимальных 26 мОм). Для справки, в блоке питания «Aerocool Strike-X 800» используются электролитические конденсаторы только фирмы TEAPO, для низкого напряжения серия SC.

Выводы

Блок питания довольно тих, вентилятор работает на скорости вращения 600 об/мин при низкой нагрузке, 900 при средней и 1200 при высокой мощности нагрузки. Вентилятор никогда не выключается, что лично я считаю положительным свойством и этот факт позволяет использовать его при «нижнем» расположении в системном блоке. Сам блок питания выполнен довольно гармонично, обязательные шлейфы обеспечивают типичную конфигурацию компьютера, остается только подключить нужное количество кабелей питания дисковых накопителей. К сожалению, не существует совмещенного шлейфа с одним разъемом «Molex» и одним-двумя разъемами питания SATA. Индикаторная панель «iPower Meter» смотрится интересно и придает системному блоку некоторый технический антураж – безликий корпус, даже качественного исполнения, много теряет без красивых элементов индикации. Что удивительно, индикаторная панель довольно точная, чего не ожидаешь от устройств подобного типа. В блоке питания использованы новейшие приемы конструирования – двухфазный APFC и резонансный LLC конвертер с отдельными DC/DC преобразователями каналов 5 и 3.3 вольта. Отдельно хочется отметить крайне низкий уровень помех, создаваемых блоком питания, в ряде компоновок системы это становится важным. Если сравнивать его с рассмотренным ранее БП «Aerocool Strike-X 800», то впечатление становится двояким. Да, у «Thunderbolt» все спецификации лучше, как и результаты тестирования, но у него есть и проблемы, которых нет у его соперника – высокий уровень пульсаций по каналам 5 и 3.3 вольта из-за недостатков "твердотельных" конденсаторов. Аналогичная проблема по выходам 12 вольт. Если преобразователи на материнской плате и видеокартах это “не заметят” из-за обязательного фильтра по питанию, то жесткие диски откровенно жалко. Блок питания «Thunderbolt» "валится" от дифференциальной помехи в 240 вольт, чего не происходит у его конкурента. Но и это не всё. В статье этот вопрос не обсуждался, но проблема была исследована лишь частично – оба блока питания, и  «Strike-X» «Thunderbolt» имеют проблемы с сетью при пропуске одного-двух полуволн. Но, если первый ведет себя предсказуемо и существует простой способ победить этот недостаток, то с «Thunderbolt» проблема гораздо серьезнее. Пока нет точного ответа, но я вовсе не удивлюсь, если этот блок питания вообще не сможет работать через UPS на любой мощности. Пока не доказано, но тесты показывают, что снижение мощности нагрузки на блок питания не увеличивает время работы при кратковременном отсутствии сети. Блок APFC работает по принципу кувалды – если был пропуск полуволны, то на следующий полупериод "падает наковальня вместе с кузницей". В качестве комментария воспользуюсь картинкой из документа SLUU341B по применению контроллера UCC28061:

 

Попробуйте рассчитать мощность, которая будет потребляться из сети 220 вольт в первое время после пропуска, если накопительный конденсатор блока питания заряжается за время одного полупериода и еще два полупериода энергии, запасенной в дросселе APFC, хватает для работы БП на полной мощности. Это проблема микросхемы UCC28061, а потому ей страдают все блоки питания на этом контроллере. В блоке питания «Strike-X» применяется контроллер CM6800, который различает напряжение сети 110 и 220 вольт (напряжение Vrms), а потому может быть оптимизирован для нормальной работы  под оба варианта или автовыбор.

Краткий вывод – блок питания «Thunderbolt PLUS 800W Gold» производит положительное впечатление, но требует доработок. Без них эксплуатация компьютера может быть проблемной. Если Вам не нужна индикаторная панель и денежные затраты считаются важными, то стоит обратить внимание на его конкурента «Aerocool Strike-X 800».

Редакция сайта ModLabs.net выражает благодарность компании IT Labs и Лично Роману Горошкину за предоставленный на тестирования блок питания  Thunderbolt PLUS 800W Gold

 

Вступление

Блок питания Aerocool Strike-X 800 производитель относит его к категории «80 PLUS Silver», что обещает весьма неплохие технические характеристики. Последующее тестирование сможет показать, насколько это соответствует действительности.

Упаковка и комплектация

Блок питания Aerocool Strike-X 800 поставляется в картонной коробке с весьма очевидным уклоном в красный оттенок.

 

 

Похоже, у производителя фраза «Gaming PSU» ассоциируется с красным цветом. Не могу про себя сказать то же, лично мне в подобных случаях всегда вспоминается светофор – в природе «красное» означает «опасность».

Взглянем на комплектацию:

 

 

В состав сходит:

• Блок питания Strike-X 800W
• Кабель питания 220 вольт
• Кабель PCI-E (6+2) 50+15 см – 2 шт
• Кабель SATA 48+13+13 см – 2 шт
• Кабель Molex (5/12 вольт) 48 + 13 + 13 см
• Кабель Molex (5/12 вольт) 48 + 13 см + FDD

На блоке питания три встроенных, несъемных кабелей:

• Расширенный ATX (20+4), 65 см
• Процессорный 12 вольт 4+4 контакта, длина 70 см
• Процессорный 12 вольт 8 контактов, длина 62 см

Довольно необычно, но никакой бумажной продукции в комплект не входит. Обычно на это не стоит обращать внимание,  «макулатура» сразу идет в утиль, только не в данном случае – для блоков питания одной из важных характеристик является распределение мощности выхода 12 вольт по каналам. Стандарт ATX требует распределения тока нагрузки таким образом, чтобы ток по каждому выходу 12 В не превышал 18 ампер. На бумаге звучит красиво – забота об электронике, в случае эксцессов через цепи не пойдет большой ток и не начнется пожар, но в действительности ограничение вызывает проблемы у пользователя – подчас затруднительно распределить питание видеокарт по ограниченному количеству выходов и не превысить порог восемнадцати ампер на каком либо из них. Поэтому, в последнее время производители блоков питания тихо «забывают» об этом пункте стандарта, да и требования стандарта стали не столь категоричными, что может только приветствоваться простыми пользователями, но требует специального теста при исследовании работы блока питания. Увы, бывали случаи не срабатывания токовой защиты при коротком замыкании, что вызывало неприятные последствия. Так что, инструкция к блоку питания очень бы пригодилась.

Спецификация

Инструкция в комплект поставки не входит, поэтому придется воспользоваться данными из интернета и изобразительной информацией с корпуса блока питания:

 

• Совместимость ATX 12V 2.3 и EPS 12V 2.92
• Вентилятор 140 мм с управляемой скоростью вращения
• Эффективность до 85%, сертификат 80+ Silver
• Активный PFC (PF>0.99)
• Наработка на отказ >120 000 часов
• Соответствует стандартам энергосбережения Green power
• Защита: OCP, OVP, OWP, OTP и SCP
• Безопасность EMI: CE, CB, TUV, FCC, UL

Этот БП с «модульным» подключением выходных кабелей. С одной стороны, это повышает удобство пользователя, нет нужды устраивать «кучу малу» с неиспользуемыми соединителями, но может привести к негативным последствиям из-за недостаточного качества разъемов или их повышенного износа. С обратной стороны блока питания выглядит следующим образом.

 

Всего можно подключить два шлейфа PCI-E и четыре кабеля питания периферии. С последними проблем не возникнет – в обычном компьютере не так уж много дисковых накопителей, а вот видеокартам явно не повезло. Два шлейфа означает или одну видеокарту с двумя кабелями питания или две видеокарты, но тогда уже придется идти на компромисс – на оба входа питания видеокарты использовать один и тот же кабель (на его конце два разъема «6+2»). Прямо скажем, не самое красивое решение. Если можно было  «так просто» объединять питания, то зачем же на платах стали бы размещать два разъема? Глупость же полнейшая! Похоже, AMD и nVidia не разбираются в технике.  Впрочем, вернемся к блоку питания.

Блок питания изнутри

В верхней крыше блока питания расположен 140-миллиметровый вентилятор Young Lin DFS132512. Если крышку снять, откроется следующая картина:

 

Позволил себе вольность выделить основные элементы блока питания:

1. Два выпрямительных моста
2. Два MOSFET блока APFC
3. Дроссель APFC
4. Два выпрямительных диода APFC
5. Два конденсатора APFC – 330 мкф, 420 вольт. Производитель TEAPO
6. Два MOSFET SiHS20N50C основного преобразователя
7. Силовой трансформатор
8. Синхронный выпрямитель на пяти MOSFET IRFB3306 (60 В 3.3 мОм)
9. Дроссель канала 12 вольт
10.  Четыре конденсатора TEAPO марки SC 3300 мкф 16 В (26мОм, 2.2A) по выходу 12 вольт
11.  Выходной конденсатор канала 3.3 вольта – 3300 мкф 10 вольт. Марка такая же, как и в предыдущей позиции
12.  Выходной конденсатор канала 5 вольт. Полностью аналогичен предыдущей позиции
13.  DC/DC преобразователь канала 3.3 вольта
14.  DC/DC преобразователь канала 5 вольт

На рисунке не обозначено, но крайне полезно - в качестве дежурного источника 5Vsb используется микросхема STR-A6069H, контроллер блока питания выполнен на микросхеме CM6800.

Блок питания «модульный», а значит несет в себе выходные разъемы. Давайте взглянем на эту небольшую платку.

 

На плате установлены конденсаторы с низким внутренним сопротивлением. Это хорошо? Если для рекламы, то «да». Дело в том, что длина выводов конденсатора тоже играет важную роль. Достаточно смонтировать их не вплотную к плате, а через подставку, и сразу последует увеличение сопротивления. Конкретные цифры зависят от марки конденсатора, диаметра и длины незадействованного вывода. Для обычного, но хорошего, электролитического конденсатора (например, использованные в данном БП конденсаторы TEAPO  3300 мкф 16 В марки SC) сопротивление возрастает в два раза при установке конденсатора на плату с зазором в 5 мм. Здесь же диаметр вывода меньше, а длина пропуска гораздо больше 5 мм. Что означает крайне низкую эффективность их установки. Что мешало поставить конденсаторы нормальным образом? … загадка.

Теперь обратим внимание на обратную сторону платы, там тоже есть интересный момент.

 

Цепи, обозначенные как 1-2-3 – три выхода канала 12 вольт. В блоке питания не используется (точнее заблокировано) разделение шины 12 вольт на группы, поэтому все они одна и та же цепь. Но, увы, печатная плата универсальная, поэтому цепи разведены раздельно. Во что это вылилось? Ширина трассировки крайне узкая, особенно пострадала цепь с номером «3» - где-то четверть ее длины проходит при ширине, чуть больше 3 мм. Формально, правила разводки гласят, что на 1 ампер тока требуется 2 мм ширины дорожки. При явном недостатке места на плате, цифру можно снизить до 1 мм, но никак не меньше. Если положить 75% мощности блока питания на видеокарту, то в данной трассе будет протекать ток 23 ампера, или примерно 7.5 ампера на 1 мм. Прошу учесть, это обычная плата, медь 1 OZ, на ней никто ничего не наращивал. Ну что же, придется исследовать это вопрос практически.

 В блоке питания используется типичное построение для устройств такого класса – APFC с однотактным прямоходовым преобразователем (косой мост). Этот  БП несет на себе гордый лейбл «80+», чем это достигается?

• Удвоение количества входных диодных мостов, вполне хватило бы и одного.
• Удвоения количества MOSFET блока APFC. При работе от сети 220 вольт второй транзистор явно излишен.
• Два выпрямительных диода блока APFC. Маркировка не снималась, но вряд ли там что-то хуже 16 А. Зачем два?
• Выпрямительные диоды канала 12 вольт заменены синхронным выпрямителем на пяти транзисторах. Два из них используются для выпрямления и три для замыкания тока дросселя на землю. Видимо, подобное неравенство вызвано низкой скважностью, прямоходовые преобразователи такого типа могут работать только при скважности меньше 0.5, что означает большее время протекание тока через замыкающий ключ.
• Дополнительные каналы 5 и 3.3 вольта формируются не от силового трансформатора, а от независимых DC/DC преобразователей из основного выхода преобразователя 12 вольт.

Прямо скажем, блок питания сконструирован качественно и с большим запасом прочности. Еще один любопытный прием был обнаружен на плате контроллера блока питания.

 

На плате установлена микросхема в корпусе SO-8 и  странной маркировкой «CM03x FS2166.14». Поиск в интернете ничего не дал, пришлось выполнить анализ трассировки и логики работы. Похоже, эта микросхема содержит три ключа, которые разрывают цепи Iac, Vrms и Vfb при отключении  APFC. Этим достигается снижение разрядного тока накопительных конденсаторов 330 мкФ 420 В, что облегчает последующий запуск блока  питания при небольшом простое. Это не такой уж и редкий случай, вспомните «двойной старт» на материнских платах Intel. Внимательность к мелочам достойно уважения.

 

Преобразователь  дополнительных каналов 5 и 3.3 В

В блоке питания установлены два одинаковых модуля DC/DC (из постоянного напряжения в постоянное) преобразователя.

 

Блок управляется микросхемой APW7073, ключевые транзисторы ST STD85N3L H5 (30 В 4.2 мОм). Выходное напряжение модуля дополнительно сглаживается дросселем, обратите внимание на правый нижний угол рисунка, и конденсатором 3300 мкф 10 В. Обратная связь берется с выходного разъема, подключаемого к материнской плате.  Довольно необычно, что это касается не только канала 3.3 вольта, но и 5В.

Методика проведения тестирования

Общие вопросы

Рекомендации ATX по тестированию блоков питания описывают общую методику, но ее результаты трудны в понимании. Вы видели графики КНХ (комплексная нагрузочная характеристика)? И Вы ее сразу всё поняли? Кстати, форма представления в существующем виде КНХ не входит в стандарт ATX, а потому, извините, является «отсебятиной». Не спорю, подобное графическое представление информации имеет смысл, только постоянно забывают прикладывать к ним словарик для перевода на нормальный язык.

Я же предлагаю использовать принцип типичных конфигураций. Это позволит детерминировать огромное поле КНХ в конкретную конфигурацию компьютера пользователя, которых выходит не так уж и много. Сколько бы ни бились инженеры Intel, AMD и nVidia  с тепловыделением их устройств, но мощность потребления мало меняется со временем. Стоит перейти на более тонкий или эффективный техпроцесс, так сразу в процессоре увеличивается количество ядер. С видеокартами ситуация схожая. В-общем это понятно,  мощность потребления устройств зависит и от других сдерживающих факторов – компоновка системного блока, ограничения печатной платы по передачи тока, система охлаждения. Другим фактором является вполне очевидно желание пользователей снизить шум системного блока, что снижает общее потребление системы. Но, с другой стороны, в игровом компьютере всегда будет ощущаться острая нехватка производительности как видеокарты (или их группы) так и центрального процессора. Второе пересиливает первое, поэтому мощность потребления устройств не может снизиться «по мановению палочки».

В программе тестирования мощность процессора попеременно устанавливается как низкая, средняя и высокая для каждой типичной видеокарты (или их групп). А именно, задействуются следующие мощности потребления (ватт):

Нагрузка	Шаг 1	Шаг 2	Шаг 3	Шаг 4	Шаг 5	Шаг 6
CPU1	25	32	40	50	60	75
CPU2	42	53	80	100	120	140
CPU2	75	95	120	145	180	225
VGA	40	160	220	320	440	650

Под CPU1, CPU2 и CPU3 понимаются три теста в пределах одного шага. При этом выставляется мощность потребления, эквивалентная выбранной видеокарте, а затем последовательно устанавливается потребление CPU1, CPU 2, CPU 3 для нагрузки  по соответствующему выходу блока питания. Цифры по видеокартам выбраны из следующих соображений:

•  40 Вт – видеокарта в 2D режиме или просто «что-то не слишком производительное»
• 160 Вт – довольно быстрая видеокарта, но не принадлежащая с верхнему сегменту
• 220 Вт – самая производительная (однопроцессорная) видеокарта на данный момент времени, или очень хорошо разогнанная видеокарта предыдущей спецификации
• 320 Вт – или двойная видеокарта или комплект из двух ускорителей по позиции 160 Вт, или просто хорошо разогнанная модель 220 Вт
• 440 Вт – две видеокарты высшей производительности (или двойная с разгоном)
• 650 Вт – две двойных (без разгона) или три по 220 Вт

Если есть сложности, переведу числа в названия:

• 40 Вт – работа в Windows или видеокарта из разряда «затычек»
• 160 Вт – middle-end. Для nNidia это что-то типа GTX560, AMD – HD68хх.
• 220 Вт – TOП. (nNidia: GTX570-580, AMD: HD6950-6970)
• 320 Вт – Двойная видеокарта [SLIx2](nNidia: GTX590, AMD: HD6990) или (middle-end)x2 или TOП 'OC+’ (с разгоном)
• 440 Вт – TOП x2 или  SLIx2 OC+
• 650 Вт – SLIx2 х2 или TOП x3

После того, как Вы выбрали тип и количество видеокарт в своем системном блоке, остается определиться с мощностью процессора (по его энергопотреблению). Тест использует три типа процессора, по потреблению:

• Низкое – двуядерный процессор
• Среднее – у процессора четыре ядра или два с хорошим разгоном
• Высокое – в процессоре больше четырех ядер или он хорошо разогнан

Чтобы не плодить множество аналогичных графиков, повышение мощности процессора выполняется одновременно с ростом потребления видеокарт. В оптимально собранном компьютере примерно так и происходит – если устанавливается более мощная видеокарта или их группа, то одновременно с этим приходится повышать производительность центрального процессора – иначе именно он начнет сдерживать общую эффективность работы системы. Тест написан для типичного случая, а большая часть компьютеров используется для игр. Впрочем, нет необходимости точно устанавливать мощность именного Вашего процессора и видеокарты, ведь, в конечном счете, всё идет из одного источника, канала 12 вольт блока питания. Разбивка по источнику нагрузки (процессор и видеокарта) важно лишь для проверки работы кабельного хозяйства и оценки проникновения помех от одной группы потребителей в другую.

В таблице не указана мощность нагрузки по каналу 5 вольт – она монотонно повышается от 20 до 44 Вт. Современные устройства потребляют весьма незначительную мощность по каналу 5 вольт, а потому нет необходимости заострять внимание на этой нагрузке. По каналу 3.3 вольта нагрузки не создается вовсе. Это недостаток, но не существенный – напряжение 3.3 В формируется из элементов цепи 5 вольт, поэтому косвенно его нагружает. Обратите внимание, на группу 5 и 3.3 часто накладывают общее ограничение по мощности – причина та же. Если же блок питания использует отдельные независимые модули DC/DC преобразователей для формирования напряжений 5 и 3.3 вольта, то недостаток стенда может проявиться сильнее. Но, это ограничение сделано не от хорошей жизни и в дальнейшем будет исправлено.

Шаг номер 7 в таблице пока не определен, но из общей логики понятно, что там будет 880 Вт.

Стенд

Устройство тестового стенда максимально приближено к реальным – используется корпус обычного системного блока, на который установлена материнская плата (без компонентов). Блок питания монтируется на свое обычное место и его кабели подключаются к этой материнской плате на свои «законные» места. Для «видеокарт» в места разъемов PCI Express установлены колодки для подключения кабелей питания 6+2. Все эти меры предприняты для адекватного распределения цепи «земля». Как показали замеры, основная часть тока по земляному проводу протекает по корпусу системного блока и трассировке материнской платы, а вовсе не по черным проводам от блока питания. Игнорирование этого факта приводит к недостоверным результатам измерений работы блока питания в составе системного блока. Если же БП используется для зажигания лампочек или как зарядное устройство автомобильного аккумулятора и вообще не подключен компьютеру, то мой тестовый стенд перестанет соответствовать условиям Вашего применения, а потому полученные данные окажутся не совсем корректны.

Чем больше мощность блока питания, тем острее проблема корректности тестового стенда – токи становятся всё больше и больше, а требования к четкости удержания напряжения только возрастают.

Тесты

Исследование качества работы блока питания ведется в несколько этапов:

• DC Load – постепенное повышение мощности нагрузки и измерение уровня пульсаций
• Impulse Load – аналогично предыдущему, но ток потребления устанавливается переменным во времени. Интерес представляет не только общий уровень пульсаций в канале, но и проникновение помех из одного канала в другой. Для большей наглядности частота изменения тока нагрузки в каналах различна – за базовую берется частота процессорной нагрузки, а в других нагрузках она удваивается от канала к каналу (VGA:GPU = х2; VGA:RAM = х4; 5V = х8)
• 220V sinus – максимальная* мощность, блок питания работает от сети 220 вольт с обычной формой напряжения (синусоидальной)
• 220V meander – аналогично предыдущему, но напряжение прямоугольной формы (довольно часто бывает при работе от UPS)
• 187-242V (random) – форма напряжения синусоидальная, но напряжение меняется в рамках нормального напряжения сети 220 В + 10% / - 15% (187-242 В)
• Length of a failure  –  измерение времени отсутствия напряжения сети, не вызывающее отключение блока питания
• HDD Emulation – просто импульсная нагрузка по выходу 12 В на разъеме Molex. Полезная информация примерно такая-же, как и в тесте ‘Impulse Load', отличие в механизме и месте генерации помех. Данный режим эмулирует ток потребления жесткого диска в динамических условиях (разгон мотора привода дисков, позиционирование)
• Измерение эффективности работы выходов 5 В, 12 В, источника дежурного напряжения и канала 3.3 вольта.

Примечание: (*) – нагрузка может быть снижена, если блок питания не проходит тест на полной мощности.

Генератор помех в сети 220 вольт не имеет программного управления, потому измерение влияния синфазных и дифференциальных помех проводится на том же стенде, но не попадает в общий отчет тестирования.

Тестирование

Все познается в сравнении, поэтому в «напарники» к нему возьму первое, что попадется под руку. И это оказался блок питания Ascot Silent Pro A-360 (v2.01). Конкурировать с Aerocool Strike-X 800 он в принципе не способен, но надо же с чем-то сравнивать.

Посмотрите файл отчета для блоков питания Ascot360 и Strike-X 800W.

Ascot Silent Pro A-360 (v2.01)

 

Блок питания выполнен по классической схеме – «полумостостовой» преобразователь без xPFC. По данным отчета это хорошо видно, эффективность 79 процентов. БП вроде-бы прошел полный тест, но посмотрите результаты – выходное сопротивление канала 12 вольт порядка 60 мОм. Иначе говоря, стабильность по этому выходу просто жуткая – напряжение падает до 11.4 вольта. Собирать высокопроизводительный игровой компьютер явно не выйдет. Но не о нём статья, перейдем к виновнику торжества.

Aerocool Strike-X 800 

 

Блок питания неплохо справляется с нагрузкой, вплоть до полной мощности 800 Вт. Эффективность совпадает с заявленной производителем, наибольшая 89% при половинной мощности и 87% при максимальной. Немного странно выглядит выходное сопротивление по каналам 12 В. По выходу CPU сопротивление 1.9 мОм, а видеокарты порядка 10 мОм. Первое слишком мало, второе несколько завышено – с этим хорошо бы разобраться. Скорее всего, виной тому «модульность», кабели питания видеокарты подключаются к БП через разъемы, да и сами кабели довольно тонкие.

Переходим ко второй группе тестов.

Ascot Silent Pro A-360 (v2.01)

Режим	Пиковый ток	КПД	Помехи: CPU	Помехи: GPU	Помехи: VGA-RAM	Помехи:  5В
1: 220Vac sinus	7.4 A	77.9%	0.021 В	0.012 В	0.016 В	0.009 В
2: 220Vac meander	11.0 A	77.5%	0.031 В	0.019 В	0.014 В	0.013 В
3: 187-242V	16.7 A	-	0.036 В	0.023 В	0.026 В	0.016 В
4: 220V failure	17.8 A	-	0.036 В	0.027 В	0.023 В	0.178 В
HDD emulation	7.6 A	-	0.124 В	0.147 В	0.110 В	0.043 В

Максимальное время отсутствия сети 0.055 сек.

  Aerocool Strike-X 800 

Режим	Пиковый ток	КПД	Помехи: CPU	Помехи: GPU	Помехи: VGA-RAM	Помехи:  5В
1: 220Vac sinus	5.8 А	87.9%	0.023 В	0.01 В	0.01 В	0.009 В
2: 220Vac meander	10.7 А	87.5%	0.06 В	0.01 В	0.01 В	0.01 В
3: 187-242V	10.9 А	-	0.028 В	0.014 В	0.013 В	0.011 В
4: 220V failure	18.8 А	-	0.031 В	0.016 В	0.061 В	0.011 В
HDD emulation	2 А	-	0.096 В	0.087 В	0.085 В	0.013 В

Максимальное время отсутствия сети 0.018 сек.

Комментарий – блок питания проходил тесты 1-4 при нагрузке 90% от номинала.

Если сравнивать характеристики этих двух блоков питания, то отчетливо видно преимущество Strike-X. Большая эффективность, меньше уровень пульсаций, даже пиковый ток от сети 220 вольт меньше, и это при удвоенной мощности. Что ни говори, но APFC вещь полезная. «Пробки» такой ток может и не выбьет, но проблемы с надежностью работы может обеспечить. Да и нагрев электропроводки в квартире не миф. На одном компьютере вряд ли эта проблема будет серьезной, но компьютеров  может быть больше одного и качество энергоснабжения снизится.

Кстати о APFC. Давайте обратим внимание на последний параметр – время отсутствия сети. У довольно посредственного блока питания «Ascot Silent Pro A-360» он составляет 50 мс, а более качественный «Aerocool Strike-X 800» может выдержать только 18 мс. Тревожный симптом, стоит остановиться на этом вопросе подробнее, но чуть позже.

PF или COS()

Раздел не особо интересный, но раз производитель заявляет цифру 0.99, то почему бы не проверить? Эмулятор сети вполне может это сделать самостоятельно, нажать пару кнопок не трудно. Итак, начнем.

 

Гм, это 0.99? Прибор показал наилучший результат 0.989. Вот только не надо округлять 0.989 до 0.99, а то следующее округление будет 0.99 в 1.0. Когда разбирался с блоком APFC, то перепробовал много всякого, в том числе и сглаживание бросков тока APFC. Для этого был усилен фильтр по Iac. А результате получилось:

 

Вот это уже действительно 0.99, разницу наблюдаете? Впрочем, можно привести в виде таблицы:

Мощность, Вт	Cos(), без доработки	Cos(), с конденсатором
100	0.934	0.933
200	0.963	0.973
300	0.969	0.988
370	0.974	0.991
460	0.980	0.994
554	0.984	0.996
660	0.988	0.997
800	0.989	0.997

Был бы еще важный параметр, так ведь «понты» одни.

Уровень помех

С нагрузочной характеристикой блока питания «Aerocool Strike-X 800» более-менее ясно, теперь давайте посмотрим уровень помех. На рисунках будет показаны напряжения на выходе 12 В и 5 В. Первый график желтого цвета, второй голубого. Левая и правая картинка будет отличаться частотным разрешением.

Без нагрузки

 

Статическая нагрузка, мощность 600 Вт

 

На всех осциллограммах отчетливо видны помехи основного преобразователя блока питания (период 10 мкс), а в нагруженном состоянии к ним добавляется последствия деятельности APFC (мелкая сетка).

Но это помехи собственно блока питания, а еще бывают помехи в самой сети 220 вольт. В идеале, БП должен полностью изолировать выходные напряжения от всего нехорошего, что происходит в питающей сети, но как обстоят дела в действительности?

По этому вопросу стандарт ATX нам не поможет, ведь стандартизация качества и испытаний питающей сети прерогатива страны эксплуатации оборудования. Существующие ГОСТ’ы крайне неудобны к восприятию, к тому же ориентированы на эксплуатационные организации, поэтому интересующей нас информации крайне мало. Если кратко, то единственно четкое указание звучит примерно так – при испытании следует пользоваться импульсами напряжения 120-240 вольт. Ну хорошо, тогда воспользуемся статистическими наблюдениями за уровнем и типом помех в сети 220 вольт. Для системы энергоснабжения, хорошего качества, свойственны следующие дефекты:

• Импульсная помеха 1-2 мс, амплитуда 100-200 вольт. Период повторения – один раз в 2-5 часов. Величина энергии не оговаривается. Источник помехи – подключение или отключение мощного потребителя с большой реактивной составляющей.
• Отключение сети на 0.5-1 период (10-20 мс), происходящее при переключении источника сети на подстанции. Период повторения случаен, от нескольких секунд до нескольких суток.

Перечень проблем гораздо шире озвученного списка, но они или не столь существенны, как, например, искажение формы, или не поддаются решению в рамках блока питания. Допускаются (относительно) длительные отключения электричества, на 1-20 секунд. И есть ли смысл проверять этот дефект в рамках исследования качества работы блока питания?  Вообще-то есть, но это уже «в другой раз».

Для проверки устойчивости блока питания был собран небольшой стенд, который эмулирует два вида помех – дифференциальные (10/350 и 12/1500, 50-240 вольт) и синфазные (8/18, 200 вольт).  Энергия дифференциальной помехи 2 Дж, что при переводе в мощность за время 1.5 мс составляет 1.3 кВт. Мне кажется, это довольно типичный случай, особенно для коммутации электрического чайника. Теперь опробуем наш блок питания на таком стенде.

Дифференциальные  помехи

Подобный вид помех возникает между двумя питающими проводами сети 220 вольт. В домашних условиях их источником является коммутация очень мощной нагрузки, например электрочайник или компрессор холодильника.

Слева картинка для не нагруженного блока питания, справа – 600 Вт.

 

Влияние мощности нагрузки блока питания на отработку помехи не сказывается, что говорит о его хорошей устойчивости. Сама величина помехи не слишком большая и по амплитуде и по времени, что не должно вызвать проблем в работе компьютера.

Синфазные помехи

Этот тип помех несколько отличается от дифференциальных механизмом распространения. Синфазные помехи возникают между землей (не виртуальной цепью «GND», а реальной землей) и обоими проводами питания сети 220 вольт. Их фильтрация крайне сложна, а без качественного заземления просто «нереальна». Но и тут есть нюансы, о них чуть позже, вначале результаты тестирования.

Традиционно, не нагруженный БП слева, нагруженный (600 Вт) справа.

 

 

Разницу отождествляете? Я – нет. Давайте посмотрим помеху на выходных проводах при выключенном блоке питания.

 

Примерно одно и то же. Да так и должно быть, этот вид помехи мало зависит от того, включено или выключено устройство, а на ее величину и длительность  оказывает влияние только качество использованных компонентов и удачность схемного решения. В данном блоке питания с этим нормально, но хотелось бы помеху поменьше.

Для качественного сравнения можно посмотреть напряжение в этих же точках при прохождении теста «HDD emulation», на мощности нагрузки 600 Вт (масштаб напряжений изменен).

 

Программа тестирования представила такие же данные. Вообще-то, 'колебательность' процесса коммутации нагрузки вещь крайне неприятная и может вызвать снижение качества работы, но сама величина помехи не вызывает беспокойства. Скорее всего, данная особенность произошла из-за недостаточной емкости фильтрующих конденсаторов канала 12 вольт. Увы, проверить предположение довольно затруднительно, смонтировать достаточное количество конденсаторов на те же посадочные места представляется задачей не решаемой, потому проверяться не будет.

Ток короткого замыкания

Блок питания «Aerocool Strike-X 800» несколько «обходит» рекомендации стандарта ATX и не разделяет канал 12 вольт на группы с ограничением тока в 18 ампер. Это хорошо для пользователя, но требует специальной проверки на ток короткого замыкания. Бывали случаи, когда БП не мог корректно выключиться при замыкании, если подключение осуществлялось через удлинитель/переходник типа Molex. Ну, а раз так было, то так и будем проверять. В качестве замыкания используется обычный полуметровый шлейф Molex с тремя разъемами. Его дальний конец замкнут накоротко, и рабочим сопротивлением будет участок желтого (туда) и черного (обратно) провода. Само замыкание выполнялось темблером. Технические характеристики используемой оснастки:

• Провод AWG 20, длина 44 см (х2)
• Сопротивление провода 27 мОм
• Индуктивность провода 0.4 мкГн
• Сопротивление тумблера во включенном состоянии 2.2 мОм

Тестовый кабель подключался к самому дальнему разъему Molex шлейфа БП.

Слева 12 вольт, справа тест для выхода 5 вольт:

 

При коротком замыкании по цепи 12 вольт, БП выдает ток порядка 100 А и через 12 мс выключается. Цифра в 100 ампер получается исходя из максимальной мощности блока питания (800 Вт) и небольшого запаса на перегрузку, так что – результат предсказуемый.

Замыкание цепи 5 вольт происходит несколько иначе, модуль преобразователя ограничивает ток на уровне 60 ампер, после чего примерно через 12 мс отключается основной канал (выключается весь БП) и еще через 16 мс разряжаются накопительные конденсаторы  12 В и модуль отключается.  К токовой защите претензий нет, всё работает нормально.

Доработки и изыскания

Начнем с простого, выходное сопротивление канала 12 вольт.

Тестирование показало, что выходное сопротивление каналов со съемными кабелями питания PCI-Express порядка 10 мОм. Вообще-то,  слишком много. Тем более что один кабель используется на две нагрузки (если устанавливается пара видеокарт). Что же послужило увеличению внутреннего сопротивления - «модульность» соединения, т.е. наличие разъема, или банально «тонкие провода»? Для выяснения причины померим величину падения напряжения на всём пути от общей шины 12 вольт блока питания до разъема видеокарты.

По исследуемой цепи пропускается ток 10 ампер, за точку «0» принимается напряжение основного канала 12 вольт на плате блока питания. У блока питания два выхода питания PCI-Express и назначение их одинаковое, поэтому измерение будет осуществляться для обеих цепей. Используются следующие контрольные точки:

• А – место припайки проводов питания в плату выходных разъёмов
• В – средний контакт выходного разъема, со стороны печатной платы
• С – контакт разъема на подключенном кабеле
• D – контакт разъема на противоположном конце кабеля
• E – шина нагрузки

В результате, точка А будет характеризовать потери в проводе от блока питания до платы с выходными разъемами; разность B-A потери по печатной плате (напоминаю, ширина трассировки ЯВНО недостаточна); разность C-B качество (внутреннее сопротивление) разъема; D-C потери на кабеле; E-D качество соединения с эмулятором видеокарты.

Контрольная точка	Выход 1, мВ	Выход 2, мВ
A	8.2	11.8
B	27.4	52.7
C	34.2	67.2
D	69	110
E	74	112

 Выход 1 – на рисунке трассировки платы выходных разъемов эта цепь помечена номером «1». Выход 2 – цепь с номером «3».

Ну что, довольно отчетливо видно, что второй выход имеет большее внутреннее сопротивление и виной тому потери в печатной плате, как и предполагалось ранее. Причем, на этом мизерном участке цепи потери примерно такие же (40.9 мВ), как и на соединительном кабеле (42.8 мВ). Для обхода этой глупости было попробовано зашунтировать цепи толстым проводом, попутно объединив цепи 1-2-3 на плате. Дело в том, что разделять цепи имело смысл только в БП с раздельной защитой от перегрузки по каналам 12 вольт. Здесь же выход общий, поэтому разделение смысла не имеет, снижается ширина трасс, и вред виден сразу – смотрите цифры измерений.

Впрочем, перед осуществлением этой доработки был выполнен еще один тест – в данном блоке питания два неотключаемых кабеля 12 В для преобразователя процессора. Материнские платы с таким набором разъемов далеко не самые распространенные, так зачем же производитель выпустил БП с такой 'обязательной' конфигурацией? Напоминаю, этот блок питания позиционируется как игровой, и при этом не имеет ни одного встроенного кабеля питания видеокарты. Ну что за дикость.

Вполне логично переделать один из кабелей процессора для питания видеокарты, он то всегда будет востребован. Сразу обращу внимание – без переделки этот кабель НЕЛЬЗЯ использовать для видеокарты! Вставить то его может и удастся, вот только полярность у него прямо противоположная и гарантированно последует короткое замыкание. Кроме того, в разъеме 6+2 эти «+2» имеют соединение с землей. Это означает, что придется разбирать разъем и заново его перебирать. Занятие не слишком веселое, но проверить стоит.

Результаты тестирования в этом файле. «Новоявленный» кабель был использован для нагрузки «VGA:GPU», а оба съемных кабеля PCI-Express пошли на нагрузку «VGA:RAM».

Выходное сопротивление по новому кабелю составило 13 мОм, а по сдвоенным съемным кабелям 6.6 мОм. Результат довольно странен и, скорее всего, вызван увеличением внутреннего сопротивления разъема из-за его ‘переборки’. Мда, переделка кабеля с процессора на видеокарту оказалась не самой удачной мыслью.

Доработка печатной платы. Чуть раньше предлагалось зашунтировать цепи 12 В на кросс плате, что должно снизить потери.

 

Это было осуществлено и получены следующие результаты. Ранее выходное сопротивление было порядка 10 мОм, после доработки оно уменьшилось до 8 мОм. Это означает снижение падения напряжения под нагрузкой с 0.22 вольта до 0.18 вольта. Стоит ли результат затраченных усилий? … для ручной работы – нет, но при производстве этого БП - несомненно. Потери в 16 ватт на такой маленькой плате уже многовато.

Синфазные помехи

Получить синфазные помехи всегда неприятно – они тихо расползаются по всем цепям и сигналам, доставляя массу неприятных последствий. Фон от микрофона или в колонках, которые прекращаются при прикосновении к корпусу системного блока, странное снижение качества работы модема, проблемы с периферией … не самый удачный расклад. Для борьбы с помехами такого вида есть только один действенный способ – качественное заземление. И я имею в виду не просто надежное соединение с цепью «земля» на электрическом щитке, а обобщенное понятие. Соединение может быть надежным, но Ваш сосед может проводить “сварочные работы” и из-за качественного заземления Вы получите весь букет прелестей через общее заземление. У заземления только одна цель – выключить электричество при соединении с ним фазы. Допустимым сопротивлением цепи заземления является несколько Ом. Это означает, что пробой на землю какого-то потребителя сразу почувствуют все, кто заземлен. Не хочется и дальше рассказывать страшилки, я лишь хочу обратить внимание, что заземление не идеальный механизм избавления от помех. Есть и другой момент, на который я хочу обратить внимание – в конференции проводился опрос и 83 процента респондентов сообщили, что  не используют заземление. Я понимаю, почему эксплуатируются устройства без заземления – в старых домах его проведение не являлось обязательным. И лично я вхожу в эти 83 процента, в моей квартире заземление есть только на критичных устройствах – электрическая плита, стиральная машина, холодильник. Остальная аппаратура вполне нормально функционирует без оного. Я понимаю, что это плохо, но так есть и есть у 83 процентов, участвовавших в опросе.

Давайте попробуем убрать «Y» конденсаторы и посмотреть на генераторе помех, во что это выльется. Слева вариант без конденсаторов, справа – при наличии Y конденсаторов на разъеме питания 220 вольт.

 

Устранение Y конденсаторов снизило уровень помехи в 2 раза. А что же с выходными напряжениями? Может цена снижения помех обошлась слишком дорого и выходные напряжения стали более зашумлены? Для мощности 600 Вт наблюдается следующая картина:

 

Практически то же, что и до доработки. Да и не должно было повлиять, это совсем разные блоки, сетевой входной фильтр и силовой трансформатор.

Кстати, Вы знаете, зачем ставят фильтры в блоках питания? Чтобы снизить помехи на выходе БП? Вовсе нет, чтобы сам блок питания не создавал помех в сети 220 вольт. Поэтому небольшая поправка в работе фильтра никого не затронет. С другой стороны, блок питания проектируется так, чтобы он не производит высокий уровень помех, иначе он сам создаст себе проблемы – достаточно сгенерировать помеху, а она уж распространится во все стороны, и в питающую сеть и на выходные напряжения. Поэтому, защищать БП не от кого, он сам тихо себя ведет и никому не мешает. Правда, существует технология передачи информации по проводам сети 220 вольт, которая чувствительна к помехам со стороны блоков питания, но эти устройства мало распространены, а потому в расчет не принимаются.

Интересно, почему же устранение конденсаторов уменьшает уровень помехи на выходе блока питания? Давайте обратимся к примерной схеме входного фильтра. Я не ручаюсь за соответствие номеров и точность номиналов, но принцип работы сохранен.

 

«FG» - корпус блока питания. «L» и «N» - два провода подключения сети 220 вольт.

Синфазная помеха может иметь составляющую токовую или напряжения. В первом случае фильтр должен начинаться с конденсатора, а во втором это требование не обязательно. Для универсальности, принято начинать фильтры с конденсатора, поэтому в схеме присутствуют Y конденсаторы С71, С72 с одной стороны фильтра и С1, С2 с другой. В результате получается CLC фильтр, который весьма эффективно срезает высокие частоты. В качестве «L» здесь участвует сдвоенные дроссель L2. Итак, всё работает, но почему же помехи из сети проникают на выходные напряжения блока питания? Это просто, FG – это корпус. Весь мусор, который есть в сети через C1, C2 и C71, C72 проходит на корпус БП и далее на выходные напряжения. Одно время я занимался передачей цифровой информации по сети 220 вольт, на столько мусора насмотрелся в сети, жуть. Использовать заземление? Отлично, только не забудьте, что у заземляющего проводника конечное сопротивление и индуктивность. Да и частота сигнала помехи довольно высокая (низкочастотные составляющие не пройдут через конденсаторы C1, C2, C71, C72 – у них маленькая емкость). Гм, откуда же получаются низкий уровень помех при измерении у производителя аппаратуры? Попробую предположить, что при проведении замеров прибор подключается прямо к контакту FG, что полностью исключает влияние заземляющего провода и он становится 'идеальным'. Отсюда и нереальные результаты и попытки усложнения фильтра.

Стоит ли делать доработку с устранением Y конденсаторов? Если у Вас нет заземления и надоело щипаться током от корпуса системного блока, то смысл есть. При этом нет необходимости откручивать плату и выпаивать конденсаторы, достаточно выкусить конденсаторы из разъема подключения кабеля питания  220 вольт (или просто изолировать соединение желто-зеленого провода с корпусом) и убрать крепежный винт с прокладыванием изоляционного материала под угол платы. В разделе «Блок питания изнутри» есть картинка внутреннего устройства БП, этот угол расположен около цифры ”1”.

Время работы при провале сети 220 вольт

Ранее, в списке проблем с сетью говорилось, что возможны провалы (отключение) напряжения длительностью 0.5-1 период. Это происходит из-за коммутации на подстанции и встречается даже в благополучных застройках. Меняется нагрузка, промышленные центры заканчивают работу – коммутация дело обычное, а потому встречается часто. Хорошая аппаратура переключит быстро, а (гм) гораздо дольше. Но, если закладываться на советские стандарты, то в БП надо сразу вмонтировать аккумулятор. В рекомендациях для разработчиков блоков питания фигурирует время 20 мс как минимально необходимое время, которое должен проработать БП при отказе сети. Для советской сети это мало (посмотрите, сколько времени моргают лампы на потолке, явно дольше 20 мс). Мало, но чтож, давайте ориентироваться на цифру 20 мс, как объявленную явно. Второй момент – работа от UPS. Сам принцип работы бесперебойных источников питания требует время на обнаружение факта отключения сети. Например, воспользуемся данными из статьи ”AEG PROTECT Home. Источник бесперебойного питания”.

 

Время определения 10 мс. У блока питания Aerocool Strike-X 800 на полной мощности максимальное время провала сети 15 мс. Сами цифры 15 и 10 довольно близки, но UPS должен успеть схватить блок питания до его выключения. Остается вопрос с переходным режимом, когда БП начнет потреблять огромную мощность, что, чаще всего, и «валит» блоки резервированного питания. Впрочем, это отдельный разговор.

Кстати, «10 мс» не самое долгое время перехода на батарею, встречается и более веселые цифры. Хотя, надо отдать должное,  современные UPS срабатывают быстрее 10 мс.

Блок питания Aerocool Strike-X 800 несет в себе два накопительных конденсатора 330 мкФ, что при рабочем напряжении APFC 377 вольт (измерено) должно составлять время работы БП 20 мс. Со скрипом, но прошли.

Мощность нагрузки, Вт	Макс. время, мс	Расчетное, мс
400 *90%	41	40
600 *90%	33	27
700 *90%	23	23
800 *90%	18	20
800	16	20

Правда, при реальном тестировании цифра упала до 16 мс, но … вряд ли кто будет эксплуатировать блок питания на полной мощности. И дело не в «разумности», просто основные потребители энергии в игровом компьютере, процессор и видеокарты, никогда не оказываются полностью нагруженными на полную мощность. Если идет игра, то нагрузка падает на видеокарту, а процессору достаются не самые «энергоемкие» вычисления, да еще и не на всех ядрах. Ток потребления процессора зависит от выполняемой задачи и максимальные режимы достигаются только в специально подобранных алгоритмах.

Доработка блока APFC проводилась, но ее результаты не увеличили максимальное время отсутствие сети и сказались только на совместимости с блоками резервированного питания.

Выводы

Блок питания производил хорошее впечатление – тихий вентилятор, который начинает разгоняться только при мощности нагрузки более 400 Вт, «модульная» структура. Но потом начались странности – зачем-то намертво прицепленный второй кабель процессора и ни одного выхода питания видеокарты. Это блок питания для игрового компьютера или специальная версия для разгона процессора под фреоном? Ну ладно, не сделали, им виднее. Но почему только два разъема питания PCI-Express? Это же блок питания 800 Вт, такие не используют для одной-двух видеокарт, явное излишество. Под них будет достаточно нормального блока питания с номинальной мощностью 600 Вт. Или имелось в виду, что эта пара видеокарт пойдет с хорошим разгоном? Тогда почему кабели питания PCI-Express такие, извините, хлипкие? Ну не понимаю я позиционирование устройства, хоть тресни. Впрочем, это придирки, блок питания работает нормально и свои характеристики выдерживает.

Как мне кажется, особенно удачно размещать такой блок питания в нижней части корпуса – тихоходный вентилятор не останавливается даже при низкой мощности нагрузки, что позволит избежать локального нагрева БП при «нижнем» размещении и сохранить блок питания «холодным» и тихим. Надеюсь, длительное время. Тестирование явных недостатков не выявило.

Редакция сайта ModLabs.net выражает благодарность компании IT Labs и Лично Роману Горошкину за предоставленный на тестирования блок питания  Aerocool Strike-X 800

Вступление

Компания Antec - известный производитель качественных корпусов и блоков питания для компьютеров. В ассортименте компании есть так же и другая продукция, например вентиляторы и даже кулеры для процессоров, но основное направление это все-таки блоки питания. В данный момент они представлены на рынке в виде десятка разных линеек, включающих модели с мощностью от 350 до 1200 Ватт.

Обзор посвящен модели TPQ-1000, входящей в линейку TruePower Quattro. Это блок питания мощностью 1000 Ватт, появившийся на рынке около трех лет назад, но до сих пор не потерявший актуальности. Данная модель соответствует требованиям сертификатов 80 PLUS Bronze и NVIDIA SLI-Ready.

Обычно для тестирования блоков питания применяется специальное оборудование, например осциллографы или даже самодельные стенды для создания нагрузки и измерений различных параметров. Ничего подобного у меня, к сожалению, нет, но это не значит, что обзор ограничится фотографиями и перечислением характеристик.

Создать большую нагрузку на блок питания, превышающую его возможности, можно при помощи хорошо разогнанных комплектующих и программ для стресс-тестирования, а измерить полученное потребление при помощи обычного бытового тарификатора электроэнергии. Такой несложный "Crash-test" позволит узнать на какой потребляемой мощности блок питания отключиться по защите (если защита сработает) или сгорит (да, бывало и такое). Кроме этого, так же было проведено сравнительное тестирование эффективности Antec TruePower Quattro TPQ-1000 с аналогичным по мощности и тоже не очень новым Topower PowerTrain TOP-1000P9 U14.

Спецификации

Технические характеристики Antec TruePower Quattro TPQ-1000 перечислены в таблице:

Упаковка и комплектация

Antec TruePower Quattro TPQ-1000 поставляется в белой коробке из плотного картона:

На коробке перечислены основные характеристики блока питания, количество и тип имеющихся разъемов и краткая информация о том, что означает наличие сертификата 80 PLUS.

В комплект кроме самого блока питания включено следующее:

• силовой кабель питания;
• съёмные модульные кабели питания;
• пакетик с четырьмя болтиками для крепления к корпусу;
• руководство пользователя на 6 языках (русского среди них нет).

Блок питания имеет длину 18 сантиметров, что не очень много. Например, Enermax серии Revolution 85+ на один сантиметр длиннее. На вес он совсем не легкий - почти 6 килограмм. В основном это благодаря наличию внутри увесистых радиаторов. Корпус сделан из толстой стали, выкрашенной в черный цвет:

Спереди находятся разъёмы для подключения модульных кабелей и вентиляционные отверстия, через которые блок питания забирает воздух из корпуса:

Три черных разъема предназначены для подключения кабелей питания Molex и SATA и еще два для подключения питания PCI Express. Чуть ниже разъёмов есть наклейка, по которой можно узнать к каким линиям +12V они относятся. Слева от решетки расположено отверстие для вывода немодульных кабелей - по одному ATX 24-pin (20+4 pin), ATX12V 4-pin, EPS12V 8-pin и два PCI Express 8 pin (6+2 pin).

Сзади расположен выключатель питания, разъем для подключения входного питания и 80-вентилятор, выдувающий нагретый воздух за пределы корпуса через решетку:

Установленный внутри вентилятор - ADDA AD0812UB-A70GL, рассчитанный для работы со скоростью вращения 3400 RPM, создающий при этом поток воздуха равный 43.8 CFM и уровень шума 40 dB. Конечно, он не вращается все время с полной скоростью. Его скорость динамически изменяется в зависимости от нагрузки на блок питания. Работает он негромко, если сравнивать с другими блоками питания, использующими вентиляторы такого же размера. Но такого же низкого уровня шума, как с использованием 120-140 мм вентиляторов, с ним конечно же не получить.

На боковой стенке - наклейка с перечислением допустимых нагрузок по линиям:

Сравнение эффективности Antec TPQ-1000 и Topower TOP-1000P9 U14

Для сравнения эффективности двух блоков питания был собран открытый стенд с такой конфигурацией:

• Процессор: Intel Xeon X5667 A0 ES (Westmere-EP), 6-cores, 3066 МГц;
• Материнская плата: MSI Big Bang XPower, Intel X58, BIOS 1.0 beta Y (1.0B34);
• Память: G.Skill Perfect Storm F3-16000CL7-6GBPS, DDR3-2000, PC3-16000, 3x2048Mb;
• Видеокарта: MSI R5850 (Radeon HD 5850), reference PCB, 1024 Mb GDDR5, PCI-E;
• Накопители: Western Digital WD1500HLFS и Western Digital WD1002FAEX;
• Блоки питания: Antec TruePower Quattro TPQ-1000 и Topower PowerTrain TOP-1000P9 U14;
• Охлаждение процессора: GlacialTech F101 PWM.

Процессор был разогнан до частоты 4348 МГц с напряжением 1.41V в покое и 1.43V под нагрузкой. Видеокарта работала на номинальных частотах 725/1000 МГц и номинальном напряжении. Все энергосберегающие технологии процессора и материнской платы были отключены в BIOS. План электропитания в операционной системе Windows 7 был установлен в режим "Высокая производительность". Технология Hyper Threading была включена.

Уровень энергопотребления компьютера фиксировался при помощи тарификатора электроэнергии PEREL Tools E305EMG.

Показания снимались в шести состояниях системы, отличающихся уровнем нагрузки:

• Режим простоя при загруженной операционной системе (Windows Idle Mode);
• Проигрывание Blue-Ray диска в программе Windows Media Player 12;
• Режим простоя в BIOS Setup;
• Пиковое энергопотребление, зафиксированное во время прохождения бенчмарка 3DMark11;
• Нагрузка на видеокарты программой FurMark;
• Одновременная нагрузка на процессор и видеокарту программой OCCT (тест PSU).

Полученные результаты сведены в таблицу:

По данным, опубликованным на официальных сайтах производителей сравниваемых блоков питания, КПД заявлен как "выше 85%" для Antec TruePower Quattro TPQ-1000 и "до 84% при полной загрузке" для Topower PowerTrain TOP-1000P9 U14. Отличие всего лишь в одном проценте, только с разными формулировками - "до" и "от". На самом же деле эта разница находится в диапазоне от 7 до 51 ватт в зависимости от режима. При одинаковом уровне нагрузки, использующей чуть больше половины возможностей обеих блоков питания, Antec TruePower Quattro TPQ-1000 оказался на 9% эффективнее, чем Topower PowerTrain TOP-1000P9 U14.

Тестирование защиты от перегрузки по суммарной мощности (OPP)

Тестовая конфигурация использовалась идентичная той, что и при сравнении эффективности двух БП, за исключением видеоподсистемы. Для увеличения нагрузки в пару к MSI R5850 дополнительно была устанавлена вторая видеокарта - Gigabyte Radeon HD 5870 Super Overclock. Обе видеокарты работали в режиме Crossfire. Разгон процессора и другие параметры системы не менялись.

Чтобы не упереться в защиту по току на раздельных линиях +12V у Antec TruePower Quattro TPQ-1000, процессор, две видеокарты и все остальное было равномерно распределено по всем четырем +12V линиям блока питания. Второй блок питания, Topower PowerTrain TOP-1000P9 U14, раздельных защит по +12V не имеет, поэтому порядок подключения к нему разъёмов питания был не важен.

Для начала видеокарты были разогнаны до частот 950/1250 МГц без поднятия напряжения на графических процессорах. После запуска PSU-теста в программе OCCT и прогрева всех компонент (температуры CPU и GPU достаточно сильно влияют на энергопотребление) было получено пиковое значение энергопотребления компьютера равное 819W. Оба блока питания в таком режиме работали абсолютно стабильно, что не удивительно, ведь это даже меньше их предела в 1000W.

Следующим шагом было поднятие напряжения на GPU до 1.30V и увеличение разгона видеокарт до частот 1000/1300 МГц. Но и этого оказалось не достаточно. Затем напряжения на GPU поднимались еще выше, до тех пор, пока у блока питания не срабатывала защита от перегрузки. А происходило это при достижении энергопотребления чуть ниже 1200W, что примерно на 20% выше номинальной заявленной мощности блоков питания. Отличия между двумя БП были только в том, что Topower PowerTrain TOP-1000P9 U14 отключался практически сразу же как только энергопотребление приближалось к 1200W, а Antec TruePower Quattro TPQ-1000 с некоторой задержкой.

Тестирование защиты по току (OCP) на линиях +12V

В отличии от тестировании защиты от перегрузки (OPP), при котором необходимо было распределить все устройства равномерно по разным линиям, чтобы не столкнутся с защитой по току (OCP) на какой-то одной из них, при тестировании самой защиты по току, наоборот нужно подать высокую нагрузку на одну из линий, но при этом удержать общее потребление всего компьютера в допустимых пределах. Для этих целей легче всего нагрузить первую линию +12V, потому что именно к ней присоединены немодульные кабели, подключающиеся к разъемам ATX 24-pin и EPS12V. Сделать это можно при помощи мощного многоядерного процессора, разогнанного с поднятием напряжения. Главное при этом убедится, что материнская плата не будет ограничивать разгон процессора защитой по току или напряжению, которые могут быть реализованы средствами контроллера напряжения Vcore в её системе питания процессора. На используемой материнской плате MSI Big Bang XPower присутствовала защита по току, но соответствующая модификация была сделана заранее. А для того, чтобы снизить общее энергопотребление компьютера, видеокарта в стенде была заменена на Palit GeForce 7300 GT Sonic.

Сначала был проверен Intel Xeon X5667, но его разгонного потенциала оказалось недостаточно для того, чтобы достичь срабатывания защиты по току в блоке питания. Antec TruePower Quattro TPQ-1000 продолжал работать не только с разгоном Intel Xeon X5667 на воздухе до 4348 МГц и напряжением 1.43V (максимальная частота прохождения LinX), ни даже c разгоном при помощи жидкого азота до 5518 МГц и напряжением 1.776V (максимальная частота прохождения wPrime 1024M).

Пришлось отложить проверку на несколько месяцев, пока не появилась возможность протестировать блок питания еще раз, но с более мощным процессором Intel Core i7-990X и материнской платой ASUS Rampage III Black Edition, умеющей отключать защиту по току на напряжении Vcore прямо в BIOS. Процессор оказался способным проходить 12-поточные бенчмарки на частотах выше 6 ГГц.

Максимум, что удалось получить на этой системе с блоком питания Antec TruePower Quattro TPQ-1000 - 2.641 секунд в wPrime 32M на частоте 6100 МГц с напряжением 1.759V:

Для дальнейшего разгона по частоте процессору требовалось более высокое напряжение, но система отключалась по защите. Чтобы убедится, что это именно срабатывание защиты по току на первой линии +12V, блок питания был заменен на чуть более мощный Enermax Revolution 85+ 1050W, но также с раздельными линиями +12V. При наличии такого разделения у блока питания, его предел по общей потребляемой мощности менее важен, чем предел защиты по току на той линии, от которой питается процессор и материнская плата. Именно поэтому для экстремального разгона 6-ядерных процессоров лучше всего подходят блоки питания с единой линией +12V или хотя бы с "виртуальным" разделением. "Виртуальные" линии +12V это когда, несмотря на заявленное в спецификациях разделение, реально отдельных защит по току или нет вообще или их предел изначально установлен настолько высоко, что это не создает препятствий для подключения большой нагрузки на одну линию.

После замены БП, разгон процессора увеличился до 6386 МГц с напряжением 1.826V, и результат в wPrime 32M удалось улучшить до 2.531 секунд:

Этот пример наглядно показывает, для чего оверклокерам необходимы столь мощные блоки питания. К сожалению, Antec TruePower Quattro TPQ-1000 этот тест провалил, ограничив разгон Core i7-990X. И дело тут совсем не в том, что он недостаточно мощный для таких процессоров. Общей мощности у него вполне достаточно (по крайней мере, для 2D-бенчмарков уж точно, а вот 3D, особенно multi-GPU - это уже совсем другое дело). Просто нужно было установить порог срабатывания защит по току на линиях +12V выше 36A, либо вообще не делать разделение этого напряжения на линии. Возможно причина в том, что при разработке Antec TruePower Quattro TPQ-1000 в 2008 году, никто точно не знал насколько "прожорливыми" окажутся процессоры Gulftown/Westmere, вышедшие на рынок на два года позже этого блока питания.

Заключение

Преимущества и недостатки Antec TruePower Quattro TPQ-1000:

[+] Проверка в реальных условиях (шестиядерный процессор и две видеокарты в разгоне с повышением напряжений) показала, что блок питания способен выдерживать заявленную мощность в 1000 Ватт при продолжительной нагрузке и у него есть запас до 1200 Ватт при кратковременной нагрузке.

[+] Модульное подключение кабелей. Хотя и не всех, а только тех, которые соединены со второй, третьей и четвертой линией +12V. Зато все кабели убраны в оплетку и снабжены ферритовыми кольцами для избавления от помех.

[+] Заявленный производителем уровень КПД не ниже 85%, что соответствует требованиям сертификата 80 PLUS Bronze.

[+] Наличие защиты от короткого замыкания (Short Curcuit Protection), защиты от перегрузки по суммарной мощности (OPP), защиты от превышения напряжения (OVP), защиты от занижения напряжения (UVP) и защиты по току (OCP).

[+] Несмотря на использование 80-мм вентилятора, уровень шума от блока питания невысокий, особенно если не нагружать его до предела.

[-] Наличие раздельных защит по току на каждой из линий +12V и их низкий порог (36A). Из-за неё БП отключает систему под нагрузкой в 12 потоков при разгоне выше 6 ГГц шестиядерных процессоров Intel на ядре Gulftown/Westmere. Но это актуально только при экстремальном разгоне и только самых мощных процессоров. На более низких частотах, а так же при разгоне процессоров с меньшим количеством ядер, такой проблемы не возникает.

[-] Использование для охлаждения вентилятора размером 80-мм, в то время как очень многие производители блоков питания уже давно перешли на использование 120-мм и даже 140-мм. Размер вентилятора в блоках питания Antec скомпенсирован использованием массивных радиаторов. Сложно установить и то и другое, сохранив при этом компактный размер корпуса БП.

[-] Отсутствие второго 8-контактного разъема EPS12V. Вместо него можно подключить имеющийся ATX12V 4-pin через соответствующий переходник, но в комплекте его нет. Всего лишь четыре разъёма для подключения видеокарт, два из которых 6-контактные. Пару видеокарт, использующих два 8-pin разъема питания PCI Express (например, таких как ASUS GTX580 DirectCU II или MSI GTX580 Lightning) без двух переходников с 6-pin на 8-pin подключить не получится. А такие переходники довольно редки, как в комплектах с видеокартами, так и в виде отдельного товара.

Цены на Antec TruePower Quattro TPQ-1000 начинаются примерно от $200. Это средний уровень, если сравнивать с другими прис утствующими на рынке моделями такой же мощности. Можно найти варианты дешевле от менее известных брэндов. Или дороже, но уже более современные, с возможностью подключения большего количества видеокарт и соответствующие сертификату 80 PLUS Silver или даже 80 PLUS Gold.

На момент выхода, три года назад, Antec TruePower Quattro TPQ-1000 был одним из самых мощных БП и прекрасно подходил для очень мощных по меркам 2008 года компьютеров. Но время не стоит на месте, в продаже появились 6-ядерные процессоры, а количество видеокарт (или графических процессоров) в топовой системе возросло с двух до четырех. Даже появились двухпроцессорные системы, собираемые на основе материнских плат типа EVGA Classified SR-2. С такими системами, особенно разогнанными, Antec TruePower Quattro TPQ-1000 точно не справится. Для них у того же Antec есть модель HCP-1200 на 1200 Ватт в новой линейке High Current Pro сертифицированной по 80 PLUS Gold. Но TPQ-1000 всё ещё можно рекомендовать для мощных (но не high-end) компьютеров, с оговоркой, что количество установленных в нём видеокарт будет не больше двух.

Редакция сайта ModLabs.net выражает благодарность компании Antec за предоставленный на обзор блок питания True Power Quattro TPQ-1000,

а также:

-- компании Intel за процессор Xeon X5667; 

-- и компании ASUS за материнскую плату Rampage III Black Edition.

Отдельное спасибо Nordling'у за помощь в организации фотосъёмки.

Вступление 

 

Настоящих производителей качественных блоков питания мощностью выше киловатта не так уж много, тем более, немного можно насчитать специализированных моделей для оверклокеров. Antec – одна из немногих компаний, которая имеет в линейке продуктов сразу три семейства БП с моделями мощностью киловатт и выше - High Current Pro, TruePower Quattro и CP. Кроме того, совсем недавно Antec анонсировала «специальное издание» блока питания Truepower Quattro 1200W, версию Overclocking Edition.

Команде ModLabs.net удалось одной из первых заполучить на тестирование новинку именно в оверклокерском варианте. Встречайте - Truepower Quattro 1200W Overclocking Edition, мощная модель с модульными кабелями, шестью шинами питания +12В и производительностью уровня 80 PLUS Silver, что означает КПД не менее 85% при 20%, 50% и 100% нагрузке.

Это блок питания способен поддерживать любые сертифицированные конфигурации NVIDIA SLI и ATI CrossFire / CrossFireX, в системах с любыми современными многоядерными процессорами Core i7 и Core i5. Но самое интересное в конструкции Overclocking Edition варианта – это наличие плавной подстройки выходного напряжения для наиболее критичного 12-вольтового канала, плюс возможность ручной регулировки скорости вращения вентилятора.

Именно эти функциональные возможности вкупе с расширенным набором модульных кабелей отличают обычную версию модели Truepower Quattro 1200W от оверклокерской TPQ-1200 OC. Вот так, например, выглядит стандартный вариант:

Вот так - Overclocking Edition:

Что называется, найдите отличия, почувствуйте разницу.

Детальный осмотр 

Розничная картонная упаковка оверклокерской версии устройства, выполненная в контрастных красно-чёрных тонах, совершенно не отличается от такой же упаковки обычной версии БП, но вполне можно предположить, что на прилавках эта модель всё же появится с какой-нибудь специальной наклейкой или надпечаткой. На упаковке гордо красуется логотип сертификата 80 Plus Silver и расписаны в подробностях данные о блоке питания, включая информацию о кабелях.

Упаковка Antec TPQ-1200 OC традиционно надёжная, способная выдержать не только пересылку по почте, но и лёгкое падение с высоты нескольких этажей. В комплект поставки входит блок питания, набор модульных кабелей, инструкция пользователя, силовой кабель и комплект крепёжных винтов.

Дизайн корпуса блока питания с двумя красными полосами безусловно подчёркивает принадлежность устройства к высокопроизводительной серии Truepower Quattro, а число «1200» в красном овале не оставляет разногласий по поводу мощности. Корпус БП выполнен из прочной толстостенной анодированной стали и покрыт стойкой к царапинам чёрной матовой краской.

Даже невооружённым глазом можно определить нестандартную длину корпуса блока питания TPQ-1200 OC. Это действительно много  - 200 мм, и не только по меркам ATX12V, ибо длина «киловаттников» обычно укладывается в 180 мм. Вряд ли стоит удивляться этому с учётом того факта, что компания Antec славится как раз выпуском крупноформатных корпусов для любителей свободы в процессе разгонных экспериментов.  

Впрочем, при первом осмотре приковывает внимание совсем другая особенность конструкции блока питания, а именно – небольшой вентилятор системы охлаждения. И ладно бы их было два, в паре на втягивание-вытягивание, но он всего один, и его диаметр всего 80 мм. Пора привыкать к тому, что современные модели БП с сертификатами 80PLUS Gold или Silver обладают достаточным КПД, чтобы отводить избыточное тепло компактными и тихими средствами. Здесь же, на этом торце, расположены «оверклокерские органы управления» - регулятор напряжения канала +12В и регулятор для принудительного изменения скорости вращения вентилятора.

Переходя к описанию комплекса встроенных и модульных кабелей, самое время перечислить все отличия «оверклокерской» версии от стандартного исполнения Truepower Quattro 1200W. На самом деле их всего четыре:

• Регулятор скорости вращения вентилятора
• Регулятор напряжения канала +12В (11,8В – 12,4В)
• Два дополнительных 6-контактных разъёма PCI-E
• Два дополнительных 8(6+2)-контактных разъёма PCI-E

Полный список несъёмных кабелей включает:

• 24-контактный разъём питания системной платы
• 8-контактный разъём питания EPS12V
• 8(4+4)-контактный разъём ATX12V, EPS
• Два 8(6+2)-контактных разъёма PCI-E
• Два 6-контактных разъёма PCI-E
• 3 разъёма Molex + 1 Floppy
• 3 разъёма x SATA

Для 1200-ваттной модели такой набор интегрированных несъёмных кабелей можно назвать грамотным и вполне обоснованным, для большинства экспериментальных задач этого будет достаточно. Однако когда речь идёт о системе для постоянного использования, например, о мощной геймерской машине, может потребоваться расширение возможностей, например, дополнительное питание для накопителей SATA. Для таких случаев и предусмотрена гибридная система модульных кабелей, которая включает:

•      Два 8(6+2)-контактных разъёма PCI-E

•      Два 6-контактных разъёма PCI-E

•      6 разъёмов Molex + 1 Floppy

•      8 разъёмов x SATA

Резюмируя выбор разъёмов, можно сказать, что даже если вы соберёте монстра на четырёх GPU, которому понадобится восемь кабелей питания PCI-E, TPQ-1200 OC справится и с ним. Длина кабелей питания - 650 мм для основного питания системной платы, EPS и EPS12V; 500 мм для всех остальных, достаточна для монтажа самой сложной системы в любом, даже нестандартном корпусе гигантских габаритов.

Сразу несколько элементов конструкции блока питания Antec TPQ-1200 OC подчёркивают его «оверклокерскую» сущность. Для БП с 15-амперным потреблением из первичной сети 220В в комплект поставки включён правильный кабель, рассчитанный на ток до 16А. На снимке комплектный кабель показан в сравнении со стандартным кабелем, рассчитанным, напомним, всего на 10А.

Для дополнительной стабильности значений выходных напряжений конструкторы блока питания снабдили каждый из несъёмных кабелей и все модульные кабели PCI-E специальными пластиковыми контейнерами ближе к разъёмам, в которых расположились фильтрующие электролитические конденсаторы. Именно в этом и заключается суть технологии Antec PowerCache: борьба с возможными наводками и пульсациями посредством размещения в непосредственной близости от разъёмов PCI-E и других мощных разъёмов электролитов номиналом 2200 мкФ х 16В, и на менее нагруженных разъёмах – электролитов номиналом 220 мкФ.

Спецификации и ТТХ 

Основные характеристики блока питания Antec Truepower Quattro 1200W Overclocking Edition:

• Шесть силовых линий питания +12В;
• Модули преобразования DC-DC (конверторы постоянного тока в постоянный) для стабильности выходных напряжений;
• Система охлаждения с 80-мм вентилятором, управляемым ШИМ-контроллером для бесшумной работы;
• Гибридно-модульная кабельная система для удобной прокладки кабелей и оптимизации воздушных потоков в корпусе ПК;
• Позолоченные контакты разъёмов для уменьшения сопротивления;
• Технология PowerCache;
• Соответствие стандартам ATX12V v2.3 и EPS12V v2.91;
• Сертификаты NVIDIA SLI и ATI CrossFire;
• Сертификат 80PLUS Silver, подтверждающий КПД не ниже 85% при 20%, 50% и 100% нагрузке;
• Поддержка 4-ядерных процессоров Core i7 и Core i5, систем с 4 графическими картами
• Универсальное питание: 100-260В с активным PFC;
• Комплекс защит индустриального класса: от перенапряжения (OVP, Over Voltage Protection), от недостаточного тока (UVP, Under Current Protection), от короткого замыкания (SCP, Short Circuit Protection), от перегрузки (OCP, Over Current Protection);
• Сертификаты безопасности: UL, CUL, FCC, TüV, CE, C-tick, CCC, CB, BSMI;
• Вес: 2,72 кг;
• Габариты: 86 х 150 x 200 мм;
• В версии TPQ-1200 OC дополнительно: регулятор скорости вентилятора (Min-Max.), регулятор напряжения питания +12В (11,8В – 12,4В), два 6-контактных разъёма PCI-E, два 8-контактных разъёма PCI-E.

Выходные характеристики каналов питания наиболее подробно отражены в табличке на корпусе блока питания:

В дополнение стоит отметить, что суммарная токовая нагрузка по всем шести каналам +12В может достигать 100А, а суммарная мощность каналов +3,3В и +5В не должна превышать 170 Вт.

Схемотехника 

Знакомство внутренней компоновки и схемотехники блока питания TPQ-1200 OC лучше всего начать с изучения воздушных потоков, формируемых небольшим 80-мм безщёточным вентилятором постоянного тока AD0812XB-A73GL производства компании ADDA. Зная точное название модели вентилятора, нетрудно найти его полные характеристики. Эта 9-лопастная модель габаритами 80 х 80 х 25 мм выполнена на двух шариковых подшипниках, питается напряжением 12В и обладает максимальным потреблением 3,6 Вт (0,45А) при максимальной скорости вращения крыльчатки до 2900 об/мин, максимальном генерируемом воздушном потоке до 49,4 CFM и максимальном шуме до 35 дБА.

Производительность, безусловно, впечатляющая для столь компактной модели, но вполне очевидно, что ждать бесшумной работы этого вентилятора при близких к максимальным отметкам нагрузках было бы наивно. Практические эксперименты впоследствии полностью подтвердили это теоретическое предположение: шум вентилятора блока питания достаточно специфический, и, хотя его нельзя назвать особо неприятным, но при нагрузке более 80% номинала и выше его шум становится слышен достаточно чётко, а ближе к максимальной нагрузке достаточно отчётливо выбивается из общего вентиляторного «хора» системы.

Управление скоростью вращения крыльчатки с помощью ШИМ-регулятора осуществляется в автоматическом режиме в соответствии с нагрузкой и температурой компонентов, однако вы всегда имеете возможность добавить оборотов с помощью регулятора FAN SPEED на передней панели корпуса БП.

Внутренняя компоновка блока питания TPQ-1200 OC  выполнена следующим образом: примерно треть объёма отведено под первичные высоковольтные цепи, остальные две трети занимает всё остальное: цепи вторичного преобразования, DC-DC конверторы, цепи защиты, фильтрации, управления и прочие элементы. Своеобразной «перегородкой» на основной плате выступает вытянутый во всю длину многопрофильный швеллерообразный радиатор охлаждения транзисторов первичной цепи (не ради ли его габаритов выбрана такая большая длина корпуса?). Воздушный поток вентилятора охлаждения, расположенного с одного из торцов этого «швеллера», аккуратно разделяется напополам.

Блок питания Antec Truepower Quattro 1200W Overclocking Edition выполнен по популярной схеме с двумя параллельно работающими силовыми трансформаторами и двумя активными PFC. В первичных высоковольтных цепях применена пара высококачественных электролитических конденсаторов номиналом 330 мкФ на рабочее напряжение 420В с малым эквивалентным сопротивлением и рабочей температурой до 105 градусов Цельсия. В цепях развязки и фильтрации также работают современные компактные твердотельные конденсаторы на основе проводящих полимеров.

Основная секция преобразования выдаёт на выходе стабилизированное напряжение +12В, и уже из него с помощью двух дополнительных независимых DC-DC преобразователей получаются напряжения каналов +5 В и +3,3 В. Применение  DC-DC конверторов позволяет добиться высокого КПД всей системы и в то же время компактно разместить эти модули в вертикальном положении. На отдельной крохотной вертикальной платке также расположена система защит OVP, UVP, SCP, OCP.

Разводка большинства питающих разъёмов непосредственно из печатной платы блока питания привела к образованию мощного сплетения проводов на значительной площади перед отверстием вывода кабелей. Можно предположить, что этот угол охвачен воздушными потоками, циркулирующими внутри корпуса, в минимальной степени.

В дополнение к этому, набор проводов подводит напряжения к колодке дополнительных разъёмов для подключения модульных кабелей. Благодаря мощному сечению проводов, не стоит беспокоиться о перегреве этой части схемы даже при длительной максимальной нагрузке.

Тестирование 

Мы проводили измерения выходных характеристик Antec TPQ-1200 OC с применением экспериментальной тестовой системы на базе токовых нагрузок с мощными полевыми транзисторами. Бета-состояние тестового стенда - в частности, недостаточно мощная система охлаждения для 1200-Вт и более нагрузок, а также неготовность софта, не позволили «прожарить» испытуемый блок на полной нагрузке длительное время, а также снять подробные нагрузочные характеристики во всём диапазоне нагрузок. Тем не менее, этого оказалось достаточно для имитации нагрузки на уровне 20% (240 Вт), 50% (600 Вт) и 100% (1200 Вт) от номинала блока питания, с погрешностью ±3-5%, а также для замера стабильности выходного напряжения и выходных токов, что позволило приблизительно просчитать КПД. Сетевая нагрузка контролировалась с помощью включённого на входе блока питания покупного ваттметра.  

Результат получился таким. При минимальной и половинной нагрузке выходные напряжения основных питающих каналов +12В, +5В и +3,3В оставались не просто близкими к идеальным, в основном отклонение не превысило 2% от номинала, и то лишь по каналу +5В при 50% нагрузке. То же самое наблюдалось при 100% нагрузке с той лишь разницей, что канал +12В, до этого уходивший «вверх» примерно до +12,10В, при полной нагрузке также как и остальные каналы ушёл «вниз», примерно до 11,6В. В любом случае это составляет менее 1% отклонения от номинала, а ведь речь идёт о «прокачке» более 1000 Вт только по шине +12В!

Однако мы не должны забывать о том, что речь идёт о блоке питания для экстремальных экспериментов, где каждое незапланированное отклонение даже на доли процента может привести в результате к преждевременному прекращению эксперимента и невозможности «выжать» максимум из имеющегося оборудования.

Здесь-то и приходит на помощь дополнительный внешний регулятор напряжения +12В. В наших экспериментах изначально регулятор напряжения был выставлен в среднее положение. Когда при максимальной нагрузке всё же обнаружилась выше упомянутая просадка напряжения, регулятор позволил увеличить его до 12,4В! Уж такого уровня безусловно предостаточно для любых разгонных экспериментов.

В любом случае, согласно требованиям стандарта ATX12V2.2, отклонения от номинальных напряжений не должны превышать 5%. С этой задачей Antec TPQ-1200 OC справился на «отлично с плюсом», что, прочем, неудивительно для схемы с DC-DC преобразователями.

С уровнем коэффициента полезного действия оказалось не всё так гладко. Напомним, что требования стандарта 80 PLUS Silver предписывают КПД не менее 85% при 20% нагрузке, не менее 89% при 50% нагрузке и не менее 85% при 100% нагрузке.

Мы получили такой результат:

• 84,6% при 20% нагрузке
• 90,4% при 50% нагрузке
• 87,6% при 100% нагрузке

Тот факт, что Antec TPQ-1200 OC не дотянул нескольких десятых процента до уровня 80 PLUS Silver по нижнему пределу, можно попытаться объяснить погрешностями измерительного стенда, или даже недостаточным напряжением питающей сети (на момент проведения измерений 218В, при требованиях стандарта 230В). Но из песни слов не выкинешь: получилось именно так. Зато более актуальные режимы половинной и полной нагрузки выглядят гораздо привлекательнее, там полученные результаты выше требований стандарта «с запасом».

Заключение 

Сегодня не такая уж большая проблема купить киловаттный блок питания с очень высоким КПД. Взять, к примеру, продукцию той же компании Antec: в серии High Current Pro запросто обнаруживается эквивалентная модель HCP-1200W с высочайшим сертификатом 80PLUS Gold. И всё же модель Antec Truepower Quattro 1200W, а именно в версии Overclocking Edition, показалась нам значительно интереснее для экспериментальной работы.

Из минусов модели Antec TPQ-1200 OC можно отметить разве что уровень КПД при 20% нагрузке, да и тот сомнительно записывать в «чистые минусы», этот показатель всё же составил почти 85%. Другим минусом можно назвать несколько шумную работу вентилятора БП при полной нагрузке. И опять минус сомнительный: кто следит за шумом БП, и за шумом вообще, когда на столе «раскочегарена» система на 1200 Вт?

Дальше – только плюсы. Превосходное качество исполнения и сборки, модульные кабели, дополнительные фильтры Powercache на основных кабелях, возможность питания систем любой сложности, включая те, что требуют 8 (восемь!) разъёмов PCI-E, не говоря уж о двадцати накопителях. Наконец, высокое качество и стабильность выходного напряжения по всем критичным каналам.

И, конечно же, «фирменные» возможности версии Overclocking Edition: дополнительная регулировка напряжения канала +12В, регулируемый «форсаж» скорости вращения вентилятора и дополнительные разъёмы для питания максимально сложных систем.

Хотелось бы отметить оверклокерскую новинку от Antec соответствующей наградой:

Администрация ModLabs.net выражает благодарность компании Antec за предоставленный на тестирования блок питания Antec TPQ-1200 OC.

Обсудить на форуме.