Мощные блоки питания Hiper и Enermax

16 апреля 2008, среда 00:01
TiN для раздела Лаборатория

Введение

Hiper обновила свои старшие блоки питания, выпустив новые модели с максимальной мощностью «всего» 880 Вт, в то время как конкуренты уже давно вовсю щеголяют моделями с мощностью по 1000, 1200 и даже 1500Вт. Зачем платить за избыточность, если даже топовые конфигурации компьютеров редко потребляют более 500 Вт – видимо таков был ход мыслей разработчиков блоков Hiper. Весьма разумно, стоит заметить. На данный момент на сайте компании предоставлен ряд моделей в 6-ти линейках. В текущей статье рассмотрим по одному представителю из линеек Type R MK II 85%+ Ultra-efficient series и Type-M 85%+ Ultra-efficient Series максимальной мощности, HPU-5K880 и HPU-4M880. Представителей предыдущих линеек Type-R и Type-M 730 Вт мы обозревали ранее. Также был проведен тест старшего блока из линейки Infiniti от Enermax мощностью 720Вт. В следующей статье будут протестированы блоки питания Hiper HPU-5B680, HPU-4M630 и HPU-4S530.

Обновленные Type-R и Type-M

Type-R 880W традиционно поставляется в пластиковой «походной» коробке, которая уже знакома по предыдущим блокам этой линейки от Hiper. Type-M также не удивил и поставляется в серой картонной упаковке средних размеров.

Комплектация обоих блоков почти идентична, к блоку прилагается набор переходников, сетевой кабель со сменным разъемом, брошюрки с описанием блоков, набор болтов и наклейки Hiper. Модель Type-R дополнительно имеет 2 переходника с 8-контактных разъемов питания PCI-Express на старые 6-контактные.

Оба блока питания выглядят очень похоже, даже шасси корпуса идентично, внешне различны только материалы покрытия и наличие 8 USB портов у старшего блока. Отрадно видеть, что в модели 4M880 также применяется 135-мм вентилятор, вместо 80-мм у предыдущего блока Hiper HPU-4M730.

Оба блока питания имеют совершенно идентичные нагрузочные характеристики, что и указано на наклейках и в документации. Это объясняется использованием одинаковой платформы и идентичного дизайна. По сути, различия кроются только в использованном корпусе и наличии «фишечек» в виде дополнительных USB-хабов, да упаковки.

Линии +12V3 и +12V4 могут отдать по 30А каждая, хотя это напрямую противоречит стандарту по электробезопасности, из-за которого собственно и было введено разделение на несколько виртуальных каналов +12В. Суммарный ток канала +12В – 64А. Пролистывая прилагаемую к Type-R 880W MK II брошюрку, можно обнаружить несоответствие требованиям стандарта АТХ по допустимому уровню пульсаций. В брошюре максимальный уровень шума по +12В каналам указан как 240мВ, хотя в документации ATX Power Supply Design Guide указана цифра вдвое меньше. Тем интереснее будет проверить на практическом измерении во время тестов эту величину.

Изучим кабельное оснащение и особенности подключения блоков питания. Первым делом обращаем внимание на сетевой кабель. Разработчики новых моделей избавились от модульности самих блоков питания, но сделали разъемным силовой кабель сетевого питания. Необходимость в этом вряд ли диктовалась практическим смыслом. Если уж так нужна возможность подключения блока к европейским и английским розеткам – вложить два кабеля было бы дешевле, надежнее, практичнее и проще, чем делать разъемный кабель.

Подход модульного сетевого кабеля можно и не критиковать, при условии качественного исполнения. Но, увы, качество разъемных частей далеко от идеала, во всех четырех блоках, предоставленных на тест, имелись одинаково плохие сетевые кабели, и, чтобы соединить обе части вместе – требовалось около 10 минут мучений с выравниванием и смещением штырей. На фото ниже видно, что форма розетки и штепселя далеки друг от друга. На левом разъеме – если приглядеться – видны отметки от штырей на мягком пластике, которые не попадали в предназначенные отверстия.

Задняя сторона блоков имеет одинаковый дизайн, за исключением наличия USB-портов у старшего блока. 8 портов работают от двух независимых USB 2.0 хабов, которые подключаются стандартной 8-контактной колодкой на материнскую плату. Также имеется 1 USB-разъем только для зарядки телефонов и портативных устройств (на разъем подается постоянное питание +5В, вне зависимости от подключения).

Внутренняя сторона имеет раздельные отверстия для основных и периферийных кабелей. Все подключенные кабели оснащены пластиковой черной оплеткой. Периферийные кабели зафиксированы специальной гребенкой, состоящей из двух частей.

Поскольку сам блок имеет недостаточное количество 4-контактных разъемов питания периферии, прилагаются так называемые «ExTender», что значит «удлинитель» по-русски. Они знакомы нам еще по предыдущим моделям блоков питания Hiper.

Длины «хвостика» с 6-контактным разъемом может быть недостаточно для подключения питания к некоторым видеокартам, например, Radeon 3870 X2. Решение этой проблемы было описано на сайте производителя в виде такого схематического решения:

Использование переходников не добавляет надежности, а также снижает качество стабилизации. Неплохо бы оснастить блок раздельными кабелями, тем более что стоимость топовых моделей никогда низкой не будет, экономить нет смысла. Вентиляторы блоков питания имеют идентичный размер крыльчатки – 135мм, однако производители различны. Светодиодная подсветка лопастей синего цвета имеется только у старшего Type-R 880W, однако его двигатель рассчитан на номинальный ток 0.6 А, вместо 0.7 А у черного вентилятора матового Type-M.

Вентиляторы в обоих блоках управляются контроллером оборотов, в зависимости от температуры датчика, установленном на радиаторе стабилизаторов выходных цепей.

Вскрыв оба блока, несложно определить идентичность схем и элементов. OEM-производителем является Channel Well Tech, мы уже видели эту же компоновку элементов и идентичный дизайн в блоках питания Thermaltake Toughpower. Что интересно, Hiper скрывает принадлежность платформы к CWT, нигде на плате не указан ни UL-номер сертификата, а нанесенная маркировка имеет логотип и обозначения Hiper.

Высоковольтная часть схемы блоков включает в себя конденсатор с диапазоном температуры до +85°С и емкостью 470мкФ, на номинальным напряжении 400В, 4 транзистора 20N60C3 (по два на схемы PFC и ШИМ соответственно), два диодных моста GB1006. Применен ШИМ контроллер CM6800G, уже знакомый нам по предыдущим обзорам блоков питания. Низковольтная часть включает стабилизаторы на независимых дросселях для каждого основного канала, по две диодных сборки STPS60L30CW (для каналов +3.3 и +5В) и STPS6045CW (для канала +12В). Для сглаживания пульсаций применены Low-ESR конденсаторы с емкостью 2200мкФ, с номинальным напряжением 16В, Chemi-con серии KZG, с диапазоном рабочих температур -40°C - +105°С.

Монтаж не вызывает нареканий, пайка выполнена довольно качественно с использованием традиционного оловянно-свинцового припоя. Блок питания Hiper Type-R MK II 880W имеет дополнительную плату с двумя USB-хабами от NEC (720114). Контроллеры никак не связаны с остальной частью блока питания, кроме как по питанию. Тесты пропускной способности контроллеров подтвердили совместимость со стандартом USB 2.0, подключенные накопители во время теста работали без дополнительных задержек и обеспечивали скорость передачи 25-30 МБ\с. Никаких дополнительных драйверов при подключении не потребовалось. Проблем с совместимостью со всеми имеющимися USB-устройствами обнаружено не было.

Полный перечень кабелей и их параметров традиционно приведен ниже в таблице. Также приводим распределение каналов +12В по различным разъемам.

Enermax Infiniti, или «половинка от Galaxy»

Именно такое впечатление возникло при первом взгляде на блок. Все то же самое, но меньше, проще и вдвое дешевле. Блок питания соответствует требованиям программы Plus 80 Standard.

Картонная коробка средних габаритов выполнена в серых тонах. На лицевой стороне изображено фото блока питания, а также имеется наклейка с номинальной мощностью блока. Ручки для переноски нет, а на обратной стороне и торцах описаны краткие характеристики блока питания на 8-ми различных языках, включая довольно грамотный русский.

Кроме самого блока питания в коробке можно найти набор кабелей для питания периферии и видеокарт, переходник для подключения FDD-дисководов, комплект винтиков, наклейки и брошюры с описанием характеристик блока питания. На наклейке указаны все необходимые величины. Суммарный ток, который блок может долговременно отдать по каналу +12В – 56А, при этом ограничение по току для разделенных каналов установлено около 30А, что, также как и в блоках Hiper, не соответствует требованиям стандарта электробезопасности. 24-контактный кабель питания материнской платы оснащен пятью (!) проводами обратной связи (+5, +3.3, +12В и два для земли), что положительно повлияло на качество стабилизации.

Для подключения кабеля питания видеокарт PCI-Express с 8-ю контактами потребуется использовать сразу два разъема (по 1 контакту +12В с каждого).

Таким образом, имеется довольно богатое оснащение кабелями, причем модульные кабели совместимы и с другими моделями блоков питания Enermax, облегчая переход к более дорогому Galaxy, к примеру. Жаль, что возможностью унификации модульных разъемов между производителями никто не интересуется.

На задней стенке блока имеется светодиод индикации состояния блока питания, а также стандартные кнопка выключения и разъем под сетевой кабель. Рядом со светодиодом расположено отверстие для доступа к кнопке сброса аварийной сигнализации. Все возможные способы индикации и донесения до пользователя характера неисправности приведены в таблице ниже, взятой из документации производителя.

Внутренняя торцевая стенка блока питания кроме вентиляционных отверстий и выреза с основными кабелями имеет и восемь разъемов для подключения прилагающихся кабелей. Из них два расположены на некотором отделении и служат только для подключения кабеля питания видеокарт PCI-Express.

Разъемы очень плотные, для подключения кабеля приходится приложить довольно значительное усилие. С точки зрения надежности контакта это хорошо, однако подключение кабеля в установленном блоке может оказаться непростой задачей.

Блок питания оснащен вентилятором с диаметром крыльчатки 135-мм, что уже почти стандартно для моделей, рассчитанных на сегмент оверклокеров и энтузиастов. Маркировка вентилятора - RL4T B1352512MB-3M, а двигатель имеет номинальную мощность 4,56 Вт.

На задней стенке блока закреплена плата с разъемами. Земляные и силовые проводники зашунтированы керамическими конденсаторами, что призвано сгладить высокочастотные пульсации, однако на деле толку от этих конденсаторов мало. Монтаж этой платы выполнен качественно, без заусенцев и грязи.

В сетевом инверторе применен один конденсатор Hitachi серии HP3, с емкостью 390мкФ, номинальное напряжение 400В. Рядом же находятся элементы схемы APFC, построенного на базе небольшой платы с контроллером UCC3817 и ОУ LM358. Диодный мост имеет маркировку RS2505 и установлен на небольшой радиатор. Рядом расположенный алюминиевый радиатор с толщиной основания 5мм охлаждает транзисторы схем PFC и ШИМ, с маркировкой 20N60 в корпусе TO-247. В качестве ШИМ-контроллера используется проверенный временем UC3842BN, установленный на основной плате блока питания. Для контроля и защиты применена микросхема SITI PS231S, на которую не удалось найти документацию. В выходных цепях стабилизации выходных напряжений применены раздельные дроссели, что почти стандартно в блоках питания подобных диапазонов мощности и стоимости. Канал +12В имеет пару диодных сборок S60SC6M и три конденсатора по 3300мкФ каждый. В низковольтных каналах (+5 и +3.3) применено по одной сборке S40SC6M и по паре конденсаторов 3300мкФ 10В на канал. Все конденсаторы выходных цепей рассчитаны на температуру до +105°С.

В целом внутреннее устройство и дизайн блока сильно похожи на протестированный ранее Liberty 500Вт, но есть и различия. Infinity имеет раздельную стабилизацию каналов +5 и +12В, и иную схему контроля за параметрами выходных напряжений. Аварийная сигнализация и управление скоростью вращения лопастей вентилятора осуществляется специализированным микроконтроллером, полностью аналогичным примененному в старшем блоке Enermax Galaxy. Это 8-битный RISC контроллер фирмы SONIX (модель SN8P2602BSB). Этот комплекс примененных технологий Enermax называется СoolGuard.

А вот порадоваться за монтаж основной печатной платы было не суждено: пайка выполнена грязно, некоторые элементы установлены с перекосом, а торчащие выводы почти замыкаются между собой в некоторых местах платы.

Ниже показаны и отмечены красными стрелками проблемные места. Грязь на плате при близком рассмотрении – только цветочки.

Видны каверны в припое, слишком быстро перешли к требованиям директивы ROHS, не позаботившись как следует о сохранении качества пайки?

Направленный запрос в Enermax быстро был обработан. Как выяснилось в дальнейшем – попавший нам на тест блок – экспериментальный образец, который дорабатывался для соответствия последним спецификациям. Видимо уж очень спешной была доработка, раз допустили такое качество монтажа, точнее, его отсутствие. Подобное мы уже видели в недешевом старшем Galaxy 1000, то же самое видим и сейчас. Мы получили фото одного из экземпляров Infinity, поступающих в продажу сейчас, ниже публикуем для сравнения.

Остается надеяться, что все блоки доступные в рознице – именно с отличным качеством пайки как на последней фото.

Традиционно сведем все данные о кабелях в таблицу.

Методика тестирования и результаты

Все блоки питания были протестированы по методике, описанной в статье «Методика тестирования блоков питания ATX» с помощью специализированного стенда. Результаты тестирования представлены в таблице, а также ниже приведены графики КНХ.

ШИМ-преобразователь в блоках питания Hiper работал на частоте 90кГц, при этом на всех каналах наблюдались сильные выбросы напряжений, с размахом до 450мВ (пиковое), что превышает нормы стандарта почти вчетверо. Винчестерам такое отношение может не понравиться, причем выбросы имеются как в простое при малой нагрузке, так и на полной нагрузке на блок питания. Форма и амплитуда практически идентична в обеих моделях блоков питания. Впрочем, стоит заметить, что краткие импульсы практически полностью устраняются фильтрами на материнской плате и видеокартах. Обычно мы не приводим графики с пульсациями, ибо практического смысла в нагромождении графиков в статье мало, однако это относится к случаям, когда все в пределах стандарта. В текущем тестировании вполне уместно опубликовать осциллограммы с параметрами помехи. ШИМ источника питания Infiniti 720Вт работает на частоте 100кГц, и уровень помех находится в пределах допуска ATX.

Напомним способ представления данных на графиках КНХ. По оси Х суммарная величина потребляемой стендом мощности по каналу +12В, а по Y – суммарная мощность от каналов +3.3 и +5В. Каждая точка графика на пересечении осей обозначает величину напряжения по тестируемому каналу при общей сумме нагрузки на каналы +3.3, +5 и +12В. Таким образом, на графике напряжения +3.3В все поле графика – это величина напряжения при всех возможных комбинациях нагрузок. Зная допустимые пределы, указанные в стандарте – можем утверждать, на сколько блок питания снизил, либо превысил напряжение относительно идеальных 3.300В, 5.000В и 12.000В. А поскольку приводить в статье весь огромный массив цифр не имеет практического смысла, все величины отклонений отображены на графике цветовыми маркерами, что удобно и наглядно позволяет оценить качество стабилизации. Легенда с отклонениями прилагается на каждом графике и позволяет легко определять, где вложился блок питания в требования стандарта, а где нет. Точки с пониженным напряжением на графике отображаются оттенками синего цвета, а точки с повышенным напряжением - оттенками красного. Уровни за пределами стандарта (+\-5%) отображены темно-синим и темно-красными цветами. При нажатии на каждый из анимированных графиков, можно открыть статичный набор графиков по каждому каналу раздельно.

Как видим, использование одной платформы в обоих блоках совершенно ожидаемо привело к очень похожим электрическим характеристикам. То есть, по сути – перед нами два экземпляра одной и той же схемы. Блоки справились с задачей стабилизации отлично, даже вложившись в необязательный 3% допуск. Во время работы на полной нагрузке вентилятор шумел ощутимо, но не громко. В реальном компьютере, потребляющем подобную мощность, шум от БП просто утонет в общем фоне систем охлаждения видеокарт и процессоров.

График КНХ блока Infiniti 720 выглядит немного иначе, но в целом – стабильность напряжений не вызывает вопросов, а каналы +12V2 и +12V3 вообще не изменяются при всем диапазоне возможных комбинаций нагрузки. Жаль только, что общий уровень напряжений немного завышен относительно стандартных, хотя и не выходит за пределы спецификаций. В аварийных ситуациях (замыкание основных линий на землю, перегрузка по току) – схема защиты отключала блок и подавала громкий прерывистый звуковой сигнал. При выключении блок питания отключал вентилятор не сразу, а через 1 минуту, либо раньше, если температура внутри блока падала ниже +45°С. Подобная технология применена и в блоках питания Hiper мощностью 880W.

Дополнительно к тестам нагрузочных характеристик был проведен замер эффективности преобразования блоков питания при различных мощностях: от 35 Вт до полной номинальной мощности.

Эффективность блоков питания при нагрузке от 20% превышает 80%, при этом Enermax почти достигает КПД в 85% на средних нагрузках («горб» зеленой линии на графике, соответствующей блоку питания Inifiniti 720W). Но интересно другое - а именно, ненужная избыточность мощных блоков питания для слабых нагрузок. К примеру, довольно современный тестовый ПК (Intel Xeon 3050, 3GB памяти (4 модуля), 8800GT и RAID-массив из 3 дисков 7200 об\мин) потреблял в пике нагрузки 210Вт, а в простое и офисной среде мощность, потребляемая системой, не превышала 80Вт. На столь малой нагрузке все три блока работают далеко не так эффективно, как хотелось бы. То есть, если говорить по-русски - блоки питания с мощностью как у протестированных, целесообразно использовать только в системах с мощными видеокартами, 4-ядерными CPU и серьезным разгоном.

Итоги и выводы

Как и во всех вещах в мире, у протестированных блоков питания есть и положительные стороны и отрицательные. Hiper учла многие недостатки, замеченные в предыдущих моделях, и внесла коррективы, которые мы видим в обновленных Type-M и Type-R. Приятно видеть наличие большого вентилятора вместо шумного маленького 80-мм в предыдущих Type-M 730 и 770 Вт. А с учетом использования одинаковой платформы обоих разновидностей 880Вт покупателю самому предоставлена возможность выбора, платить ли дополнительно за USB-хаб на 8 портов и голубую подсветку блестящего корпуса, либо купить более простой, но такой же по электрическим параметрам и мощности Type-M 880. Отлично блоки справились со стабилизацией каналов, а также тихой работой даже на полной мощности нагрузки. Не в последнюю очередь положительно сказалось использование раздельной стабилизации основных напряжений +3.3, +5 и +12В. Из недостатков отметим слишком малое количество разъемов SATA у протестированных блоков питания Hiper, энтузиасты часто используют более чем 4 жестких диска, а также недостаточную фильтрацию импульсов от ШИМ-преобразователя.

Enermax порадовал качественной стабилизацией, хоть и с немного завышенным уровнем напряжения. Скорее всего другой экземпляр блока будет настроен точнее, ведь все условия для этого имеются, благодаря раздельной схеме стабилизации выходных напряжений. А вот модульную систему подключения кабелей можно было бы выполнить удобнее, а доступность на рынке СНГ – шире, и не забывать уделять больше внимания контролю качества блоков питания. Также вентилятор на шариковых подшипниках в Infiniti шумит ощутимо громче. Но еще есть над чем работать обеим компаниям.

Все три блока без проблем работали во время тестов на стенде, а также в тестовом компьютере. В случае аварийных ситуаций происходило отключение без повреждения каких-либо комплектующих, а блок Enermax дополнительно сигнализировал звуковыми сигналами и светодиодом. Стандарту безопасности EN60950, из-за которого и было введено разделение канала +12В, не соответствует ни один блок, все они допускают мощность свыше 240 ВА на проводах (то есть свыше 20А при напряжении +12В).

Hiper Type-R MK II 880W

Преимущества

  • Тихий вентилятор
  • Встроенный USB-хаб на 8 портов, отдельный порт для зарядки телефонов и портативных устройств
  • Качественная и независимая стабилизация каналов

Недостатки

  • Наличие сильной помехи от работы ШИМ-преобразователя
  • Недостаточное количество SATA-разъемов
  • Неверное указание допусков по пульсациям в инструкции

Hiper Type-M MK II 880W

Преимущества

  • Тихий вентилятор
  • Умеренная стоимость
  • Качественная и независимая стабилизация каналов

Недостатки

  • Наличие сильной помехи от работы ШИМ-преобразователя
  • Недостаточное количество SATA-разъемов

Enermax Infiniti 720W

Преимущества

  • Качественная и независимая стабилизация каналов
  • Система аварийного оповещения о неполадках
  • Традиционно для Enermax богатое кабельное оснащение, с надежными разъемами

Недостатки

  • Вентилятор мог бы быть тише
  • Некачественная пайка в протестированном экземпляре

Cредняя стоимость блока питания Enermax по системе price.ru составляет $200, а модели от Hiper продаются за сумму около $180 и $210 (соответственно за модели Type-M и Type-R).

Благодарности и перечень использованных ссылок

J-34 за создание авторского сообщества.
Hiper за предоставленные на тестирование блоки питания, и лично Давиду Кибизову.
Enermax за предоставленный на тестирование Infiniti 720 и лично Ярославу.

Методика тестирования блоков питания ATX
Обзор блоков питания Hiper, мощностью 730 Вт
Обзор блока питания Enermax Galaxy 1000Вт

Цеменко Илья aka TiN