Продолжение. Начало – теория, аспекты и аппаратная реализация, методика.
Блок питания компании Corsair, ставший героем обзора, входит в линейку «AX», модели которой позиционируются как решения для энтузиастов. Устройства данной серии обеспечивают мощность от 760 до 1500 Вт и оборудованы системой съемных кабелей. Сами блоки подразделяются на «обычные» и «цифровые», последние содержат в маркировке окончание «i» и могут управляться с использованием фирменной технологии «Corsair Link».
На тестирование представлена старшая модель семейства – Corsair AX1500i, с впечатляющими характеристиками и особенностями, в числе которых цифровое управление, сертификация эффективности «80 PLUS Titanium» и очень тихий вентилятор с отключением при низкой мощности.
Блок питания Corsair AX1500i поставляется в картонной коробке внушительного размера (450 х 225 х 150 мм). Для переноски готовьте не только вместительную, но и прочную сумку – блок в упаковке совсем не легкий.
Оформление интересное, цифры «1500» выполнены из отражающего покрытия.
Обратная сторона выполнена в стиле лицевой – все строго и выдержано, даже контраст красного с черным не выпячивается.
После съема внешней картонной оболочки открывается следующая картина:
Блок питания очень тяжелый, но и примененная защита ему под стать - устройство окружает толстый слой пенополиэтилена, при фотографировании верхняя крышка была снята. Кроме тканевого мешочка БП упакован в полиэтиленовый пакет, что обеспечивает защиту от влаги.
Приведем комплект поставки в виде перечня:
Типичный набор для продуктов элитного класса.
Блок питания оснащен лишь съемными кабелями, которых предоставлено изрядное количество.
Все кабели «плоские» и выполнены в едином стиле.
Исполнение модели Corsair обычное, с вентилятором на верхней крышке.
Подкупает тщательность исполнения – выдавленные на корпусе ребра плавно переходят в решетку. При этом винты крепления утоплены.
Для охлаждения устройства используется вентилятор типоразмера 140 мм с непрозрачными лопастями. Самих лопастей семь и они сильно повернуты. Подобные приемы позволяют получить низкий уровень шума при относительно высокой скорости вращения крыльчатки. Применена модель с непрозрачными лопастями, какая-либо подсветка отсутствует.
Как и верхняя крышка, обратная сторона устройства выполнена стильно и без излишеств:
Передняя стенка БП:
Стоит еще раз отметить, что для подключения к сети используется не совсем обычный разъем, тип С20. Если потеряете сетевой кабель, готовьтесь к ненужным проблемам.
Производитель аргументировал смену разъема тем, что блок питания «всеядный» и может работать в диапазоне 90-264 В, что означает крайне высокий уровень тока при сниженном входном напряжении. Обычный разъем С14 не может обеспечить настолько большой ток, видимо, поэтому и была произведена замена. Интересно, что в недавно рассмотренном блоке питания Lepa P1700-MA-EU и мощность больше, и разъем обычный. Что-то здесь не то.
Задняя сторона БП.
Обратите внимание на верхний левый угол, где находится разъем для цифрового интерфейса «Corsair Link» и индикация состояния устройства на двух светодиодах (зеленый и красный). Справа вверху размещены два разъема подключения кабеля к материнской плате. Для подключения кабеля на блоке питания используются все двадцать четыре контакта, при этом один контакт оставлен под обратную связь «3.3 В». Интересно, что обратной связи по «12 В» здесь не используется.
Остается вопрос, как же блок питания выполняет компенсацию, если сигнала обратной связи нет? Могу лишь предположить очевидное – вычисляет самостоятельно из предполагаемого сопротивления проводов и величины тока в нагрузке, которая известна достаточно точно, каждый выход измеряется. Вот тут и пригодился цифровой процессор.
Средний и нижний ряды разъемов делятся на две группы:
Идея распределения мощности простая и эффективная – нет нужды разделять выходы «CPU» и «PCI-E», поскольку в обоих случаях используется только выход 12 вольт с примерно равной мощностью нагрузки. Решение красивое и его стоит поддержать. Стоит отметить, и это важно, что в данном БП есть разделение на виртуальные каналы 12 В, хотя в спецификации написано «125 А».
Однако на каждый выход устанавливается свой уровень защиты (можно изменить через «Corsair Link»). Настройки по умолчанию вызывают отключение БП при превышении порога примерно в 35 А (измерено). Этого более чем достаточно для работы процессора или одиночного канала питания PCI-Express, естественно, если не используется что-то экстраординарное. При необходимости этот порог можно изменить, благо он настраивается программно.
По законам жанра мне запрещено разбирать блоки питания для ознакомления с его внутренностями, но в данном случае все проще – на сайте производителя размещен коллаж внутреннего устройства продукта:
Можно слегка помедитировать с содержимым картинки, но вряд ли стоит.
Все блоки питания имеют стандартные габаритные и посадочные размеры по спецификации ATX, за исключением длины. В данном случае длина БП впечатляет – 225 мм. В обычный корпус системного блока он, конечно, поместится, вот только установка 5” устройства (например, привода DVD) в соответствующий слот может оказаться невозможной. Перед приобретением данного блока питания рекомендуется провести замеры – что-то может не влезть.
Электрические характеристики.
Все спецификации понятные, нет ничего неожиданного. Вполне очевидно, что блоки питания такой мощности не строят с групповой стабилизацией, а потому его способность выдавать 100% мощности только по выходу «12 В» неожиданностью не является. Знаете, я уже делал схожее предположение о невозможности существования блоков питания свыше 1 кВт с групповой стабилизацией, после чего следующий БП на тестировании оказался именно таким, и это было «дико». Начинаю уже тихо побаиваться своих «вполне очевидно».
В исполнении данного блока питания все кабели съемные:
Все кабели черного цвета и плоские, за исключением внутреннего подключения USB (круглый).
Набор интересный, опасения вызывает лишь исполнение кабеля PCI-Express. Его длина нормальная, провода не тонкие, проблема в наличии второго разъема. Для питания обычной производительной видеокарты чаще всего используются два разъема PCI- E и первая же мысль при подключении, скорее всего, окажется в использовании обоих разъемов на кабеле. Один кабель лучше, чем два, согласитесь. Тем более у блока питания нет разделения на виртуальные линии. Ан нет, есть! По одному кабелю можно снять не более 30 А, да и само значение «30» слишком уж оптимистично – видеокарта не «утюг» и ее ток потребления крайне непостоянен во времени.
Иначе говоря, попытка упростить себе жизнь, используя два разъема на одном кабеле, может окончиться отключением БП при загрузке видеокарты. Кабелей много, восемь штук, так что экономить не стоит.
Стенд и методика описаны ранее, поэтому останавливаться специально на их описании вряд ли разумно – объем информации слишком велик, чтобы переносить его в каждую статью, даже в укороченном виде. Само исследование выполняется на сконструированном стенде с использованием специализированного фирменного тестового оборудования.
Методика исследований дополнена измерением уровня шума. В текущей редакции оценка уровня шума производится с помощью микрофона, располагаемого в 7 см от решетки вентилятора, в ее центре. Все замеры производятся при закрытой крышке, что позволяет стабилизировать тепловой режим БП и обеспечить «типичные» условия распространения звука в системном блоке. Последний обладает рядом частот резонанса и может существенно увеличить реальную «шумность» БП. Без учета данного факта ошибка измерения уровня шума будет сильно искажена, занижение может оказаться весьма значительно.
Тестирование блока питания производится при температуре поступающего воздуха 40 (+/-2) градусов, это соответствует «типичным» условиям работы данного типа устройств в системном блоке.
Цель испытаний – получить количественный и качественный ответ на соответствие исследуемого БП спецификациям и требованиям ГОСТ'ов по необходимому качеству функционирования. Если говорить кратко, блок питания должен соответствовать тому, что указано в характеристиках.
Процесс исследования состоит из определенного набора тестов, описанных в методике тестирования.
При установке сигнала PSON в активное состояние блок питания обязан включиться за небольшой интервал времени, при этом выходные напряжения должны появиться максимально быстро и достаточно синхронно. Не допускается каких-либо перенапряжений и провалов. Дабы не загружать статью множеством численных данных, все желающие ознакомиться с параметрами включения/выключения могут изучить описание пункта 6.9. EPS12V Power Supply Design Guide любой редакции V2.9х.
Включение/выключение:
На данной диаграмме отображены три режима блока питания:
Полученные характеристики:
Блок питания Corsair демонстрирует не совсем «типичные» характеристики, есть отклонения:
Выявленные отклонения от «обычных» характеристик не являются серьезными и, по большому счету, тест показывает нормальное функционирование блока питания.
Рассмотрим процесс появления напряжений более подробно:
По очередности появления напряжений явно просматривается топология с отдельными преобразователями «5 В» и «3.3 В», причем последний запускается «программно» и только после полного выхода в нормальное состояние каналов 12 В и 5 В. Интересно, что преобразователь «5 В» не управляется и запускается практически сразу, еще до стабилизации канала 12 В.
Вообще-то, у меня есть сомнения, что в данном БП два одинаковых DC/DC преобразователя 5 и 3.3 вольта из 12 В. Очень похоже на то, что выход «5 В» получается управляемым выпрямителем из канала 12 В. Это может выполняться различными способами – от синхронного ключа прямо по выходу трансформатора до обычного регулятора на насыщающемся дросселе, столь часто применяемом на выходе «3.3 В» в блоках питания с групповой стабилизацией.
В любом случае каждый выход получил собственную цепь стабилизации и какого-либо «перекоса» от нагрузки быть не должно.
Как общий итог теста включения – полученные данные хоть и хорошие, но требования стандарта они нарушают.
Процесс испытания состоит в последовательном изменении тока нагрузки по каждому выходу блока питания с измерением отклика. При этом по другим каналам устанавливается «типичная» минимальная и максимальная величины тока нагрузки. Данный прием позволяет оценить нагрузочную кривую блока питания в типичных условиях работы и представить результаты измерения на обычных «плоских» графиках.
Нагрузка по выходу 12 вольт
При повышении нагрузки по 12 В его уровень не меняется (скорее даже чуть-чуть возрастает), что является отличным результатом. Выход 5 В проявляет себя хуже, его уход составил 0.12 вольта.
Наверное, у вас возник вопрос – как же так, нагрузка по 12 В, а снижение на 5 В? Вспоминается один анекдот, оканчивающийся словами «А почему повязка на ноге? – Сползла». Сейчас поясню, благо это просто.
Блок питания формирует несколько напряжений и их стабилизирует. Нюанс в том, что эти напряжения следует довести до потребителя и выполняется это посредством проводов. Какими бы толстыми они не были, на них все равно упадет какое-то напряжение, а в данном БП речь идет о «125 амперах». Теперь представим, что БП формирует каналы 12 В и 5 В с общим выходом внутри себя (про другие выходы пока забудем, это несущественно). К потребителю каналы подаются через три провода: «+12», «+5» и «земля». Положим, все три провода получили одинаковое сечение (диаметр, толщину). Если нагрузить выход 12 В на некоторый ток, то на проводах «+12» и «земля» потеряется небольшое напряжение (из-за конечного сопротивления провода), причем разного знака.
Для простоты положим, что падение составляет 0.1 вольта. Если напряжение на выходе БП постоянно и равно 12 вольт, то из-за потерь в проводах «+12» и «земля» по 0.1 вольта в каждом, на нагрузке окажется лишь 11.8 В. В серьезном блоке питания такое положение дел недопустимо, поэтому обязательно присутствует специальная обратная связь с конца кабеля, отслеживающая реальное напряжение на нагрузке. В данном случае, контроллер блока питания заметит снижение уровня и так повысит напряжение на своем выходе, чтобы на нагрузке оказалось именно 12 вольт, то есть, на нем будет 12.2 В.
Как рассуждения о проводах затрагивают изменение уровня на выходе 5 В, если она «никаким боком» не привязана к нагрузке 12 В? Увы, связь есть и самая прямая – каналы 12 В и 5 В связаны общей цепью «земля». А именно, при нагрузке канала 12 В происходит «сдвиг» уровня «земли» на блоке питания, что снижает напряжение на канале 5 В на материнской плате и периферийных устройствах. При этом на самом БП уровень «5 В» остается неизменным, снижение связано с потерями в цепи «земля» от блока к потребителю. Если бы в нем вместо общей каждый канал получил собственную «землю», объединяющуюся в месте подключения потребителя, то данный дефект возникнуть не мог.
Но, увы, так не делают, поэтому уровень 5 В «плавает» от величины нагрузки канала 12 В. Что до выхода 3.3 В, то у него собственная цепь стабилизации, от конца кабеля, поэтому его уровень или вовсе не зависит от нагрузки канала 12 В, или эта зависимость выражена слабо.
Нагрузка по выходу 5 вольт
Нагрузка создается по 5 В и по нему происходит снижение уровня. Каналы 12 В и 3.3 В уровень практически не меняют, что вполне логично – они оборудованы собственными цепями стабилизации, причем с конца кабеля, то есть отслеживают напряжение у потребителя.
Нагрузка по выходу 3.3 вольта
Нагрузка по 3.3 В немного сказывается на выходе 5 В по той же причине, что была описана ранее к выходу 12 В. Само изменение уровня на канале 3.3 В невелико и опасений не вызывает. Тем более что современные компьютерные системы потребляют по данному выходу никак не более 10 А, чаще всего не выше 2 А.
Если не возражаете, сформулирую пару определений:
Нагрузочные характеристики:
Самое большое выходное сопротивление (4.6 мОм) на канале 5 В, у которого нет обратной связи с конца кабеля, остальные два выхода показывают лучшие результаты. Впрочем, и это «большое» значение явно лучше, чем 10-20 мОм, часто демонстрируемое обычными блоками питания с групповой стабилизацией.
Измерение данной характеристики несет мало смысла, поэтому смотрите сами:
Выход 12 вольт
Вы чего-нибудь видите? Я - нет. А на «нет» и суда нет - практически идеальный результат.
Выход 5 вольт
Зависимость между каналами «12 В» и «5 В» невелика, гораздо хуже приходится выходу «5 В» из-за его повышенного выходного сопротивления. Хотя в данном случае использовать определение «повышенное» не слишком уместно, 4.6 мОм очень низкая величина, о чем говорит и мера ухода КНХ по данному выходу - менее 3%.
Комплексная нагрузочная характеристика по выходу «3.3 В» не снимается из-за малой величины нагрузки по данному выходу и его реальной невостребованности для работы внешних устройств.
Блок питания работает от сети переменного тока напряжением 220 В. Но не существует ничего идеального, в сети может происходить различного рода нарушения - от кратковременных дефектов (искажения формы, помехи) до более длительных снижений/повышения уровня, вплоть до непродолжительных отключений. Блок питания обязан (и это обязательство закреплено ГОСТ'ом) сохранить свое функционирование в течение пропуска одного периода. Для сетей бывшего СССР задана частота сети 50 Гц, что означает 20 мс.
Требования стандартов:
| Стандарт | Время удержания сети, мс |
| ATX v2.4 | 16 (1/60 Гц) |
| EPS v2.9x | 18 |
| ГОСТ Р 50628 | 20 (1/50 Гц) |
Повторюсь – интерес представляет только требование ГОСТ'а, остальные стандарты не имеют законной силы.
Исследование выполняется двумя способами - «классическим» (и неправильным), по измерению времени удержания после отключения сети, и вторым - с перебором времени отсутствия сети до факта выхода БП из рабочего режима (отключения). Последний вариант корректнее отображает реальные условия работы и предоставляет много дополнительной информации, полезной для подключения БП к слабой сети или бесперебойному источнику. Вначале «классика», отключение сети:
Уровень выходного напряжения канала «12 В» начал уменьшаться через 32 мс, а сигнал PSOK был снят на отметке 25 мс. Последовательность формирования сигналов правильная, как и сами цифры. Данное измерение показывает, что БП соответствует ГОСТ'у и это очень греет душу - крайне мало БП, даже качественных, могут этим похвастаться.
Требования ГОСТ'а оговаривают, что БП обязан вначале снять PSOK, и лишь после этого могут снижаться выходные напряжения (не менее 1 мс), и это выполняется.
Второй вариант испытания.
По мере увеличения времени провала сети возрастает импульсный ток потребления, но посмотрите на графики выходов 12/5/3.3 вольта. На них появляются импульсные помехи, и это очень плохой симптом. А теперь обратите внимание на шкалу времени, 13 мс. Вот так, реальная проверка по перебору времени провала показала, что блок питания сможет выдержать лишь 13 мс, вместо оцененных ранее 25 мс. Как я и предполагал, первый способ оценки времени провала дает слишком идеализированный результат, который может не соответствовать реальной способности БП.
Попробую предположить, что в данном случае причина «прокола» находится где-то в области стабилизации напряжений и БП отключается не из-за чрезмерного разряда накопительного конденсатора (типичной причины выключения), а от некорректной работы цепей стабилизации напряжений. Они не успевают исправить уровень на выходе, что создает импульсную помеху, после чего БП отключается.
Впрочем, это все гадания, а здесь важен лишь результат, который составляет 13 мс. Мрак.
Последний тестовый цикл:
Блок питания просто отключился снятием PS_OK до момента снижения напряжений. Блоки с отдельными преобразователями этим не балуют, в них чаще всего PS_OK снимается тогда, когда уровень «12 В» снижается до совсем уж невозможной величины 5-8 вольт. В данном БП сигнализация PS_OK формируется нормально, что похвально.
Теперь посмотрите на график тока сети. На отметке 14 мс произошло появление сети, что отмечается небольшим всплеском. Однако узел APFC не пожелал включаться до отметки 27 мс, да и на ней ничего «нормального» не наблюдается, лишь небольшой всплеск. Вообще-то, источником странной коммутации может быть и защита в моем тестовом стенде, но она срабатывает однократно и снимается только по отключению управляющего сигнала, что не может произойти в данные отметки времени. Второй аргумент - такой дефект наблюдается только на этом блоке питания и даже более мощный БП, протестированный ранее (Lepa P1700-MA-EU), не выявил каких-то внутренних проблем в работе стенда.
У меня есть предположение, что большая задержка включения APFC вызвана схемой подавления «антидребезга» - после появления напряжения сети часто бывает «всплеск», который может разрушить силовые цепи и очень часто приводит к выходу блоков питания из строя. Припомните, блоки питания обычно сгорают во время включения/выключения и чаще всего при проблемах в сети. Т.е. задержка включения является очень полезной функцией, вот только результат ее работы в данном испытании плачевен - 13 мс, а должно быть не менее 20 мс.
В виде таблицы:
Ток нормальный, менее 50 ампер. Что до времени удержания сети, то цифры вы видите, тест провален.
Блок питания обеспечивает работу сложной системы с весьма непостоянным уровнем потребления, причем без какой-либо явной привязки к выходным каналам. Ранее приводилась нагрузочная характеристика, но этот тест показывает лишь выходное сопротивление на постоянном токе, а по «переменной составляющей» могут происходить самые причудливые превращения. Впрочем, я выразился слишком мудрено, исправлюсь - нагрузочная характеристика покажет вам лишь то, как «проседает» напряжение под нагрузкой.
Но есть и другая характеристика - как будет реагировать блок питания на кратковременные броски (или сброс) тока. В данном случае обратная связь уже не справляется со стабилизацией и все неприятные особенности будут в большей степени зависеть от качества выходного фильтра канала - параметров выходного конденсатора и индуктивности фильтра.
Исследование заключается в попеременной подаче короткого импульса тока поочередно на каждый выход («12 В», «5 В», «3.3 В») для двух мер нагрузки всего блока питания - 10% и 80%.
Нагрузка по «12 В» приводит к аналогичной реакции по каналам «5 В» и «3.3 В» из-за общей цепи «земля». Импульс тока по выходу «5 В» влияет только сам на себя (остальные два выхода сами отслеживают напряжения на нагрузке).
Предыдущие испытания показывают очень хорошие нагрузочные характеристики канала «12 В», практически идеальные. Данный тест информирует, что ситуация не столь радужна, канал имеет весьма существенное сопротивление по переменной составляющей.
Наверное, стоит немного пояснить значимость этой характеристики. Блок питания не является устройством сам-в-себе, он обеспечивает неизменный уровень напряжения для потребителей. При этом нагрузкой БП являются устройства, не имеющие прямого подключения к «12 В», оно используется лишь для внутренних преобразователей, которые формируют нужные для узлов уровни напряжений. Для корректной работы таких устройств требуется не столько стабильное поступающее напряжение, сколько важность его медленного изменения.
Любой регулируемый преобразователь имеет цепь обратной связи, которая обеспечивает стабилизацию напряжения на выходе. Однако наличие цепей слежения означает обязательную задержку срабатывания, иначе нарушится устойчивость системы и стабилизатор превратится в генератор. В компьютерных системах преобразователи средней-высокой мощности строят с импульсной передачей энергии, что увеличивает время реакции системы. Так вот, нестабильность входного напряжения питания является дестабилизирующим фактором, и возмущение в нем прямо проходит на выход (с учетом коэффициента преобразования), и продолжается то время, пока обратная связь не сможет его скомпенсировать.
Возьмем абстрактный пример - синхронный понижающий преобразователь, формирующий из входных «12 В» на выходе 1.2 В. Преобразователь выполняет деление напряжения в 10 раз. Положим, напряжение питания резко снизилось на 0.1 В, это создаст на выходе уменьшение уровня на 0.1/10=0.01 В. Через некоторое время обратная связь повысит коэффициент преобразования с 1/10 до 1/9.9, что приведет к возврату выходного уровня к норме, но на этот процесс уйдет время. Наличие LC фильтров в преобразователе сгладит резкие фронты изменения уровня, но не сможет их устранить - постоянная времени цепи схемы стабилизации всегда больше эффективного времени сглаживания фильтров, из условий устойчивости. Современные преобразователи работают на частоте 200-800 кГц, что предполагает время реакции менее 1 мс.
Вернемся к нашему примеру, напряжение снизилось с 12 В до 11.9 В. Давайте рассмотрим два случая: БП не исправляет уровень на выходе и он остается 11.9 В и второй вариант, БП возвращает напряжение к нужной величине «12 В» через 5 мс.
Для блока питания Corsair AX1500i время восстановления порядка 5 мс, что много больше обычной скорости реакции преобразователей питания устройств и практически полностью компенсируется. Позволю себе вольность отметить один ценный вывод из этих рассуждений - способность сохранять на выходе неизменный средний уровень ровным счетом ничего не значит! Важно лишь его мгновенное изменение и то, насколько плавно оно изменяется.
Единственным устройством, чувствительным к среднему уровню является только (механический) жесткий диск, да и то, лишь в том случае, если среднее напряжение становится недопустимо низким (ниже «-10%»). Локальные преобразователи мало чувствительны к снижению напряжения питания. Например, для условий балансировки нагрузки я как-то перенес питание преобразователя питания памяти видеокарты с 12 В на 5 В, что никоим образом не сказалось на качестве работы устройства.
К сожалению, не так уж редок случай, когда какой-нибудь провод или разъем случайно попадает на "землю", что вызывает отключение БП. Если не эта небрежность (а кто от нее застрахован?), то может «помочь» сгорание преобразователя на материнской плате или периферийном устройстве. От такой неприятности никто не застрахован, поэтому БП проектируются с защитой от перегрузки и его испытание должно содержать пункт по исследованию работы в данном стрессовом режиме.
При этом интерес представляет как время выключения, так и характер изменения выходных напряжений в момент перегрузки. Вряд ли кому-нибудь понравится, если БП при коротком замыкании по «5 В» выдаст по «12 В» что-то вроде 20 вольт - периферия будет уничтожена.
Тест заключается в поочередном замыкании цепей «5 В» и «12 В» на "землю" через резисторы 20 и 30 мОм соответственно.
Выход 5 вольт
Перегрузка по выходу 5 В вызвала очень большой ток нагрузки по данному выходу и, что необычно, потянула за собой канал 12 вольт. Это косвенно подтверждает голословное предположение о «необычности» преобразователя «5 В» в данном блоке питания. Вообще-то, и «3.3 В» начал слишком быстро снижать свою величину. Интересная у этого блока топология.
Кстати, в первый раз вижу правильное формирование сигнала PS_OK при перегрузке, все ранее проверенные блоки питания снимают его только после катастрофического снижения уровня на выходах.
Выход 12 вольт
Перегрузка по «12 В» просто отключила преобразователи «5 В» и «3.3 В», что выродилось в плавное снижение уровня на их выходах. Сигнализация PS_OK также правильная.
Результаты отличные, никаких замечаний.
Сеть питания не идеальной источник, в ней могут быть помехи. Данный способ тестирования востребован ГОСТ'ом, а потому включен в общее исследование.
По способу распространения помехи делятся на два типа - дифференциальные (между двумя проводами питания) и синфазные (относительно "земли"). Для их имитации используется импульсный генератор 500 вольт по формуле «1/50».
Дифференциальные
Синфазные
Блок питания демонстрирует примерно одинаковый уровень помех по всем выходам без каких-либо аномалий. Очень хороший результат.
Кроме помех, в сети довольно часто происходит другая неприятность - длительное снижение уровня. Нормы на сеть ограничивают ее диапазон границами 220 В +10/-15%, но ничего не «мешает» получить у потребителя и большее, и меньшее значение. Требования ГОСТ'а обязывают БП функционировать как в нормальном диапазоне (+10/-15%), так и выдерживать кратковременное снижение и завышение уровня.
Блок питания демонстрирует полное отсутствие влияния величины сети на выходные напряжения.
К работе узла APFC нет никаких нареканий - резкая смена напряжения сети вызывает лишь кратковременные, «спокойные» и весьма небольшие изменения уровня тока потребления в переходных процессах. Хотя стоит отметить несколько повышенную «заторможенность» изменения тока потребления сети - узел APFC излишне медлителен.
Второй тест данного типа - монотонное снижение напряжения сети.
Снижение уровня сети не вызвало каких-либо неудобств, БП не отключился во всем представленном диапазоне напряжений сети, что говорит о его исполнении «Full range» (110-220 В). Производитель тщательно рекламирует возможность работы при 90 В, и это наверняка так. В виду очевидной бессмысленности работы на столь низких напряжений для «европейской» сети 220 вольт тестирование проводиться не будет, принцип «Неуловимого Джо».
Во время измерения эффективности во время испытания приводятся напряжения на выходах 3.3/5/12, а само тестирование будет проводиться «до железки», пока блок питания не выключится. Это позволит оценить перегрузочную способность БП. Данный тест обязан проводиться быстро, иначе можно нарушить условие кратковременности перегрузки, оговариваемой на блоки питания.
Выход 12 вольт
Давненько я такого не видел, точнее никогда. Нагрузка 1.5 кВт, а напряжение практически не меняется.
Выход 5 вольт
Выход 3.3 вольта
Приведенные графики повторяют рассмотренную ранее комплексную нагрузочную характеристику. Данный блок питания формирует практически идеальные выходные уровни. Выходит, не зря в него поставили цифровой процессор.
Ток потребления сети
Форма тока потребления приближается к синусоидальной лишь после первой трети графика, что несколько лучше типичных для компьютерных блоков питания «половины» диаграммы. Подробнее форма тока будет рассмотрена в следующем пункте испытаний.
КПД
Впервые вижу, чтобы график эффективности выглядел столь безобразно. Поиск ошибок в тестовом стенде затянулся и мог бы зайти в тупик, но я случайно взглянул на эмулятор сети в один из тестовых режимов. Смотрите сами.
Мощность нагрузки ровно половина, 750 Вт, причем эта величина строго фиксирована. Что же делает блок питания? Он потребляет мощность различную во времени, просто «скачет». Раньше я такого не видел и, честно говоря, не ожидал. Ну, все когда-нибудь случается. У меня нет внятного ответа по происхождению данного эффекта, но определение «цифровой» здесь явно «при чем». Обычная аналоговая техника не может «иногда что-то менять», это обязательно вызовет неустойчивость и отключение. А вот «цифровая» схема регулировки может «все» (и в плохом смысле тоже). Какую программу напишут, так и будет работать. Здесь, видимо, «так» и работает узел APFC. Но это лишь предположения, ни на чем вещественном не основанные.
В принципе, дефект несущественный и на функционирование БП никоим образом не скажется. Можно подправить методику тестирования, увеличив время измерения в 5-10 раз, но это принесет неприятные последствия – крайне долгий процесс измерения и невозможность оценки перегрузочной способности блоков питания (перегрузка должна быть не слишком долгой, иначе это будет являться грубым нарушением условий работы БП с прямой ответственностью за сгоревшие блоки). Время – пустяк, а вот отказываться от теста на перегрузку я не стану. Из-за особой уникальности данного БП, пусть он и дальше остается непризнанным. Что получилось, то и получилось.
Эффективность в табличном представлении, все численные данные представлены в процентах:
Данный блок питания номинирован производителем как «80PLUS Titanium», что подтверждается. Мне проще согласиться с производителем, чем выполнять интегрирование того пилообразного графика, что представляет тест.
При прохождении сертификации 80plus на блоке питания создаются исключительно «рафинированные» условия загрузки выходов – по всем выходам подключается строго оптимальная (равномерная) нагрузка. При выполнении данного исследования эмулируется реальная ситуация у конечного пользователя, поэтому отличия в результатах 0.3-0.5% вполне ожидаемы.
Перегрузочная способность.
Из-за очевидного недостатка тестового стенда с предельной мощностью нагрузки 1500 Вт тестирование на перегрузку не выполнялось. Мое личное мнение - данный БП явно «опущен» ниже своей потенциальных способностей. Мне кажется, он способен работать и на 2 кВт, к этому суждению подталкивает и высокий КПД на полной мощности (91%), и весьма спокойная работа системы охлаждения. Гм, да и габариты тоже. Надеюсь, на ногу я его не уроню.
Фоновое потребление
Компьютерный блок питания не идеальный источник и потребляет некоторую мощность под собственные нужды. Во включенном состоянии основная часть тратится на обеспечение активной системы охлаждения, а в выключенном, дежурном режиме, на сохранение устойчивости работы преобразователя. Чем ниже фоновое потребление, тем меньше электроэнергии будет расходовать компьютер.
В отключенном состоянии БП потребляет 0.3 Вт, что точно соответствует типичному значению для качественных блоков питания.
Не сказал бы, что существует какая-то особая польза в исследовании данной характеристики блока питания. При высоком значении коэффициента мощности его дальнейшее улучшение представляет совсем низкую ценность. Сертификация 80+ характеризует коэффициент мощности величиной не менее 0.9 (0.95) только при половинной мощности нагрузки, что и выполняется при исследовании:
От полноценной синусоиды данный сигнал отличает лишь небольшая «шероховатость» из-за помех преобразования, наводимая обратно в сеть, и некоторое искажение формы тока на начальной стадии повышения уровня. Впрочем, это уже придирки, PF = 0.994 и этого более чем сверхдостаточно.
В компьютерном блоке питания два преобразователя. Основной, формирующий все напряжения питания, хорошо известен и его качество работы измерено. Но второй преобразователь, «дежурный источник», не менее важен. Он обеспечивает функционирование некоторых узлов компьютера при отключении основного преобразователя в выключенном состоянии или режиме сна. Кроме того, качество его работы может оказывать влияние на процесс включения блока питания и работу съемных внешних устройств через интерфейс USB. А потому он должен подвергаться не менее тщательному анализу, чем силовая часть БП.
При измерении КПД в зачет идет только эффективность работы этого источника, фоновое потребление в блоке питания не учитывается.
Нагрузочная характеристика:
Хорошая перегрузочная способность, малое изменение уровня, низкие пульсации. Почти идеал, если бы не явно завышенный уровень пульсаций в начальной стадии графика, который резко снижается после границы 5 Вт. Такое бывает, и очень часто, к сожалению. Данный дефект свойственен «пищащим» блокам питания, но лично я особых акустических эффектов не обнаружил.
КПД
Данный источник демонстрирует неплохие данные, перегрузочная способность почти в два раза при общем КПД порядка 80%.
Импульсная нагрузка
До оценки «плохо» БП не скатился, но был близок к тому. Подтверждается нестабильность, отмеченная на предыдущем графике - при низкой мощности нагрузки дежурный источник ведет себя плохо.
Численные данные очень хорошие, но к качеству работы дежурного источника есть замечания.
Процессоры совсем недавно получили возможность эффективно уходить в режим сна с крайне малым уровнем потребления. Обычный блок питания не рассчитан на столь значительный диапазон мощностей нагрузки и может не обеспечить должное качество стабилизации выходных напряжений. Поэтому в тестирование введен ряд испытаний для проверки на совместимость с такими компьютерными системами.
Одна из «неприятностей», которая может произойти с БП - его отключение при сверхнизком токе потребления. В стандартах на блоки питания крайне низкое или полное отсутствие тока нагрузки объявляется нештатной ситуацией и разрешают блоку питания отключаться. Но добавление новых процессорных систем сдвинуло рамки нижней границы тока потребления и ряд БП оказался не в состоянии их обеспечить. Иначе говоря, на данный момент пока существуют блоки питания двух классов - способных работать с низким током потребления и неспособных, отключающихся при снижении тока ниже порогового. Первый тест состоит в постепенном уменьшении тока нагрузки на БП с «низких» (соответствует старым стандартам) до сверхнизких (новые редакции стандартов):
Никаких замечаний, и ток потребления сети, и выходные напряжения не меняются.
Импульсная характеристика:
Блок питания очень хорошо реагирует на импульсное воздействие. Точнее, его качество работы совсем не зависит от уровня нагрузки его выходов - посмотрите ранее приведенный тест на импульсное воздействие, полное соответствие. У данного БП должна быть хорошая совместимость с Haswell.
В этом разделе будет измеряться скорость вращения крыльчатки вентилятора, как более-менее адекватная характеристика работы системы охлаждения блока питания. Уровень шума, в «обычном» его понимании, более подходит для своего основного назначения, проверки соответствия санитарным нормам, и не может применяться для оценки акустической заметности блоков питания в составе системы. Впрочем, измерение уровня шума будет производиться, но лишь как оценочная мера.
Скорость вращения вентилятора
До 600 Вт вентилятор не крутится вовсе, затем он запускается на 520 об/мин и охлаждает свой перегретый корпус до допустимой величины с последующим снижением оборотов до 410 об/мин. Выше нагрузки в 800 Вт следует монотонный рост скорости вращения.
Уровень шума
К сожалению, объект тестирования находится не в специализированной звукоизолированной комнате, присутствуют фоновые шумы. Оказывают влияние примененный микрофон и усилитель. Поэтому при полностью отключенном вентиляторе уровень шума совсем не ноль, увы. Впрочем, он ниже уровня шума вентилятора, что позволяет хотя бы примерно оценить качество его работы.
Во время тестирования были обнаружены некоторые особенности:
Блок питания объявлен «цифровым», что подразумевает дистанционный контроль и управление работой. Для этих целей используется специализированный интерфейс «Corsair Link», продвигаемый фирмой с тем же названием. Но не одним интерфейсом живет устройство, требуется программа для управления. Под Windows существует соответствующая программа:
Для подключения блока питания к компьютеру использовался кабель USB 2.0 с разъемом мини USB. В комплект поставки БП входит интерфейсный кабель для внутреннего подключения, так же, как и кабель соединения шины к I2C. Последнее в тестировании не применялось, в виду отсутствия соответствующего разъема на материнской плате.
Сама программа довольно всеядна и способна отображать информацию не только по своему интерфейсу «Corsair Link», но и по некоторым другим аппаратным устройствам компьютера. Впрочем, особо развитыми свойствами она не располагает и применение ее для нужд контроля за процессором вряд ли окажется разумным, ограничимся только разделом «Power»:
В верхней половине показываются два графика, смысл которых от меня ускользает - программа всегда демонстрирует одни и те же цифры, причем отождествить их с процессором или другим аппаратным устройством не представляется возможным. При этом отмеченные графики нельзя скрыть или удалить, даже при наличии такого действия. Как следствие, из-за этих нелепых графиков скомкана нижняя часть, которая действительно может оказаться полезной. В советские времена в торговле существовало понятие «нагрузка», вот еще одно ее применение. Ладно, спишем на сырость программы версии 2.6.
Два других графика показывают эффективность и мощность потребления из сети. Процесс измерения довольно точен, если принять во внимание результат расчета эффективности в программе как «91.3%» и «93.5%» по данным моего тестового стенда. Кстати, сертификация «80 PLUS Titanium» обязывает блок питания на половинной нагрузке обеспечивать КПД не ниже 96% при питании от сети 230 В, или 94% от 115 В. Вычисления программы «Corsair Link» вы видите на картинке. По времени съема картинки с программы, БП был нагружен строго на 50% своей мощности (т.е 750 Вт) следующим образом: «12 В» 20А (CPU)-20А(PCIe)-20А(PCIe), «5 В» 5 А и «3.3 В» 5 Вт.
Ниже графиков представлены измерения некоторых величин:
В нижней части окна программы приведен список каналов PCI-e с контролем тока нагрузки и его условиями работы - регулирование величины тока защиты (20-40 А), либо отключение этого порога вовсе (не проверялось). Каналов PCI-e много, а места в окне программы мало, приходится постоянно передвигать нижнее окно. Впрочем, для проверки нагрузки БП нет нужды открывать программу и разыскивать нужный канал PCI-e, более удобное представление можно получить из иконки свернутой программы:
Не могу удержаться от замечания. Программа демонстрирует по PCI-e 4 мощность нагрузки 255.2 Вт, при этом тестовый стенд создает нагрузку строго 20 ампер. Напряжение на выходе 11.98 вольта. Попробуйте проверить, умеете ли вы правильно считать, компьютер же не ошибается. Кстати, из этой «арифметики» можно предположить о реальном напряжении шины «12 В» в самом блоке питания.
Не знаю, стоит ли заносить в недостатки программы то, как она реагирует на отключение БП, которое я производил при тестировании. Ситуация довольно необычная - программе «говорят», что БП выключен, а при этом подразумевается, что компьютер работает на том же самом блоке питания. Ситуация была бы анекдотичной, но, увы, она вполне реальна - в системном блоке может быть несколько контуров питания и несколько БП. Если отключить контролируемый БП, то программа «Corsair Link» просто остановится.
Детального тестирования «Corsair Link» не выполнялось из-за того, что тесты на стенде подразумевают частое включение/выключение БП, а программа измерения «Corsair Link» начинает работать только после перезагрузки компьютера. Проще говоря, цельный график построить нельзя, а собирать его из кусочков - ну уж нет, спасибо.
Для начала подведем краткие итоги:
Теперь настала пора сделать вывод по блоку питания. Это «цифровой» источник питания с непревзойденным качеством стабилизации среднего уровня на выходе «12 В». Слово «среднего» выделено специально, поскольку импульсная нагрузочная характеристика Corsair AX1500i тянет лишь на «хорошо», что, извините, перечеркивает значимость подобного качества стабилизации (аргументы приведены ранее). В итоге результат феноменальный, но совершенно бессмысленный. Это бесполезное свойство и восхвалять его не будем.
Впрочем, наличие «цифровой» обработки позволило создать замечательный БП. В качестве явных достоинств стоит отметить его высокий КПД и крайне низкий уровень шума. Ну а в числе недостатков – низкое время удержания сети, хотя потенциально он способен выдерживать значительно более продолжительные отключения, и замечания к дежурному источнику. Да и размеры героя обзора совсем не «детские» – попробуйте впихнуть такой в тесный корпус!
Стоит отметить и тот факт, что блок питания Corsair является «цифровым» и может контролироваться программно. По счастью, мне не пришлось долго работать с этой программой, но негативный осадок все же остался. Данная программная поддержка не из тех, которой удобно пользоваться постоянно – один раз запустил, настроил, поигрался и закрыл. Это хорошо, что модель AX1500i поддерживает программный контроль, но выбирать БП только из-за этого не стоит.
Лично мой вывод – блок питания весьма неплох, но до статуса «идеальный для энтузиастов» он не дотягивает. Хотя ошибки все какие-то несерьезные.
Выражаем благодарность:
