Обзор и тестирование блока питания be quiet! TFX POWER 2 300W

Производители компонентов для систем формата Mini-ITX должны быть чрезвычайно благодарны компании AMD. Ведь выпуск компактной и высокопроизводительной видеокарты AMD Radeon R9 Nano ознаменовал новую эпоху в развитии мини-ПК, что в свою очередь должно позитивным образом отразиться на популярности и росте продаж соответствующих комплектующих. В частности, речь идет о мощных блоках питания стандартов SFX и TFX. Ранее они были маловостребованными, потому что для обеспечения энергией системы формата Mini-ITX вполне хватало устройства на 150 – 200 Вт.

Но здесь одна только AMD Radeon R9 Nano имеет TDP на уровне 175 Вт. А ведь ей в пару нужен еще и процессор соответствующего уровня. Да и на периферии при сборке такой конфигурации пользователь вряд ли будет экономить. Одним словом, вот он звездный час компактных источников питания мощностью свыше 300 Вт. Радует, что у многих производителей в арсенале уже давно имеются необходимые решения. Одним из них является модель be quiet! TFX POWER 2 300W (be quiet! TFX2G-300W), которую мы и предлагаем более детально рассмотреть в данном обзоре.

Спецификация:

Упаковка и комплект поставки

Блок питания be quiet! TFX POWER 2 300W поставляется в компактной картонной коробке, которая традиционно отличается хорошей полиграфией и информативностью. Кроме изображения самого устройства здесь можно обнаружить массу полезных сведений, касающихся его возможностей, строения, системы защит, конфигурации кабелей и многого другого.

В комплект поставки модели be quiet! TFX2G-300W входит сетевой шнур питания, винты для ее крепления внутри компьютерного корпуса, несколько одноразовых стяжек для кабелей, руководство пользователя и переходник с разъемами PATA – PCIe.

Внешний вид

Блок питания be quiet! TFX POWER 2 300W выполнен в форм-факторе TFX12V, поэтому имеет довольно компактные размеры − 175 х 65 х 85 мм. Очевидно, что при таких данных его основным предназначением является обеспечение питанием производительных мини-ПК, в частности, собранных в корпусах формата Mini-ITX. Как и вся продукция be quiet!, данная модель отличается прекрасным качеством сборки и вниманием к деталям. К примеру, сверху она покрыта дополнительным слоем черной краски, тогда как другие производители компактных решений зачастую на этом экономят.

Вентиляционное отверстие, через которое осуществляется забор прохладного воздуха, традиционно для TFX-блоков питания смещено ближе к выходным проводам. Также перфорацию можно обнаружить и на передней стенке. Остальные панели сделаны сплошными.

Все кабели питания выведены напрямую из корпуса. На наш взгляд, в этом нет ничего плохого, поскольку число выходных проводов здесь гораздо меньше, чем у более мощных блоков питания формата ATX. Да и во время сборки конфигурации они, как правило, задействованы в полном объеме. Так что использовать модульную систему в данном случае не было никакого смысла. Это лишь бы усложнило производство be quiet! TFX POWER 2 300W и повысило его конечную стоимость, но никак бы не повлияло на удобство подключения комплектующих.

Но вот сами кабели можно было бы сделать более практичными: вместо стандартной жесткой оплетки применить шлейфоподобную конструкцию. Такой вариант существенно увеличил бы гибкость проводов и тем самым упростил бы их укладку в компактных корпусах. В любом случае конкуренты активно используют эту технологию в своих высококлассных SFX/TFX-решениях.

Что касается конфигурации разъемов, то здесь тоже не обошлось без нареканий. Инженеры почему-то решили не выводить коннектор PCIe напрямую из блока питания, а сделали его в виде переходника 2 x PATA – PCIe. Не самый практичный вариант. К тому же данный разъем имеет всего лишь 6 контактов, хотя мощность устройства без проблем позволяет использовать и 6+2-контактную конструкцию. Напомним, что компактные производительные видеокарты наподобие AMD Radeon R9 Fury или NVIDIA GeForce GTX 970 Mini требуют подключения именно 6+2-контактного коннектора PCIe. Странно, но в более бюджетной модели be quiet! SFX POWER 2 300W инженеры не допустили таких просчетов, как здесь.

Радует, что с остальными разъемами уже нет никаких проблем. Питание материнской платы и процессора осуществляется посредством 20+4-контактного и 4-контактного коннектора соответственно. Для подключения периферии предусмотрено четыре разъема SATA, два PATA и один FDD. Такого количества будет вполне достаточно для сборки среднестатистической компактной системы с несколькими накопителями и оптическим приводом.

Полная спецификация выходных кабелей модели be quiet! TFX POWER 2 300W приведена ниже в таблице:

Перед тем как перейти к анализу аппаратной платформы, предлагаем взглянуть на электротехнические характеристики блока питания, указанные на этикетке. Его номинальная мощность составляет 300 Вт, а пиковая, согласно официальному сайту, может достигать 330 Вт. При этом канал +12В тоже рассчитан на сравнительно большую нагрузку – 288 Вт или 96% от общей мощности. Правда, производитель решил не оставлять на выходе одну мощную 12-вольтовую линию, а разбил ее на две «виртуальные», с ограничениями по току на уровне 13 А. В некоторых ситуациях это может привести к преждевременному срабатыванию защиты OCP. Суммарная мощность каналов +3,3В и +5В равняется 103 Вт, чего будет вполне достаточно для подведения питания к периферийным устройствам в рамках компактной системы.

be quiet! TFX2G-300W способен работать в широком диапазоне входных напряжений (100 – 240 В). То есть в условиях нестабильной электросети можно будет обойтись без внешних стабилизаторов питания.

Внутреннее устройство

Несмотря на компактные размеры, внутри be quiet! TFX POWER 2 300W находятся все необходимые узлы, свойственные качественным блокам питания, и даже применены в некотором роде уникальные решения. Но о них чуть попозже, а сейчас предлагаем более детально рассмотреть систему охлаждения.

Состоит она из двух алюминиевых радиаторов (по одному в низковольтной и высоковольтной части), обдуваемых низкопрофильным (высота – 20 мм) 80-мм вентилятором Protechnic Electric MGA8012LR-A20. Его мощность составляет 1,8 Вт, а в основе лежит улучшенный подшипник скольжения типа Rifle (на втулке оси имеются специальные винтовые нарезы для осуществления рециркуляции смазывающей жидкости). С точки зрения шума и надежности такой вентилятор приближается к FDB-решениям. Одним словом, хороший выбор.

На входе источника питания установлен фильтр электромагнитных помех, включающий в себя две катушки, пару X- и две пары Y-конденсаторов. Для полного комплекта не хватает только варистора для защиты от импульсных перенапряжений. За данным узлом расположен выпрямляющий диодный мост с неким подобием радиатора в виде металлической пластины и активный модуль коррекции коэффициента мощности (APFC).

Накопительный конденсатор имеет параметры 180 мкФ х 420 В и рассчитан на температуры до 85°C. Его производителем выступает компания Teapo, качество продукции которой можно оценить как среднее.

Главный преобразователь выполнен по однотактной прямоходовой схеме с активным демпфером. Данную топологию довольно редко можно встретить в современных блоках питания, поскольку она требует использования ШИМ-контроллера более высокого уровня и усложнения конструкции некоторых компонентов (в частности, силового трансформатора). Судя по всему, инженеры успешно справились с этой задачей и поставили производство соответствующей платформы на поток. По крайней мере, be quiet! очень часто применяет эту разработку в своих бюджетных и более дорогих решениях.

Здесь, пожалуй, самое время рассказать о главных преимуществах преобразователя с активным демпфированием. Они заключаются в снижении потерь энергии при перемагничивании трансформатора и переключении силовых ключей, а также в существенном уменьшении паразитных шумов и помех. Кроме того, такая топология позволяет довольно легко организовать непосредственное управление синхронными ключами на вторичной стороне (в низковольтной части).

Для организации корректной работы данного узла служит микросхема FSP6600, которая также является и ШИМ-контроллером модуля APFC.

Низковольтная часть представляет собой синхронный выпрямитель с DC/DC-преобразователями напряжений +3,3В и +5В. Силовая часть последних вынесена на тыльную сторону главной печатной платы. Формирование же напряжения +12В осуществляется с помощью мощного транзистора Infineon 034NE7N. На его радиаторе закреплен термодатчик, показания которого используются для управления скоростью вращения вентилятора. Иными словами, работа системы охлаждения в be quiet! TFX2G-300W зависит от нагрева внутренних компонентов, а не от потребляемой мощности, что является более точным и прогрессивным методом.

Для сглаживания пульсаций на выходах блока питания применяются как твердотельные конденсаторы, так и элементы с жидким электролитом (примерно в равном количестве). Производителем последних выступает все та же компания Teapo, только в данном случае они рассчитаны уже на более высокую рабочую температуру – до 105°C. Правда, в устройстве, претендующем на звание высококлассного, хотелось бы все же видеть более качественные японские конденсаторы.

Согласно спецификации, в тестируемом устройстве предусмотрен практически полный перечень необходимых защит (не хватает только защиты от перегрева):

• защита от повышенного напряжения (OVP);
• защита от пониженного напряжения (UVP);
• защита от короткого замыкания (SCP);
• защита от перегрузки по мощности (OPP);
• защита от перегрузки по току каждого канала (OCP).

Соответствующий контроллер представлен микросхемой Weltrend WT7527.

Тестирование

Кросс-нагрузочные характеристики

Согласно нормам стандарта ATX12V, допустимый диапазон отклонений напряжений для всех линий питания составляет ±5% от их номинала.

Во время кросс-нагрузочных тестов на основных линиях питания были зафиксированы следующие отклонения напряжений:

• линия +3,3В: от -5% до +3%;
• линия +5В: от -4% до +1%;
• линия +12В: от -4% до +1%.

Узел стабилизации выходного питания справляется со своей задачей, правда, при больших нагрузках на линии +3,3В наблюдаются просадки напряжения вплоть до -5% – максимально допустимое отклонение. С состоянием остальных каналов дела обстоят получше.

Шумы и пульсации во всем диапазоне напряжений

Для стандарта ATX12V предусмотрены следующие допустимые нормы, касающиеся уровня пульсаций (peak-to-peak):

• линии +3,3В и +5В: 50 мВ;
• линия +12В: 120 мВ.

Система сглаживания пульсаций продемонстрировала просто отличные результаты: на всех линиях шумы не превышали 25 мВ (эпизодические всплески до 50 мВ на канале +12В можно в счет не брать). Кстати, в модели be quiet! STRAIGHT POWER 10 600W CM, где использовался главный преобразователь аналогичного типа, были зафиксированы точно такие же хорошие показатели. И это при том, что в обоих случаях на выходе применяются далеко не самые дорогие элементы.

Дежурная линия питания +5Vsb

В зависимости от нагрузки напряжение на дежурной линии питания (+5Vsb) изменялось от 5,05 до 4,96 В, что свидетельствует о хорошей работе данного узла.

PFC

Таблица, показывающая изменение PFC в зависимости от загрузки источника питания:

Нагрузка* − нагрузка в процентном отношении к номинальной мощности блока питания.

Модуль APFC блока питания без проблем справляется со своей задачей. При потребляемой мощности всего лишь 100 Вт коэффициент PFC уже достиг отметки 0,94, максимальное же значение (0,98) было зафиксировано при нагрузках свыше 250 Вт.

КПД

Эксперимент подтвердил соответствие модели be quiet! TFX POWER 2 300W стандарту 80 PLUS Gold для напряжения 230 В. При нагрузках 20%, 50% и 100% КПД блока питания превышал 88%, 92% и 88% соответственно. Мы также проверили эффективность устройства при малом значении потребляемой мощности (25 Вт) и остались довольны результатом – свыше 82%.

Система охлаждения и температурный режим

Косвенно оценить уровень шума устройства можно по скорости вращения вентилятора при разной величине нагрузки. Интервал времени, после которого производилось измерение скорости вращения и последующее увеличение мощности, составлял около двадцати минут. Результаты измерения отмечены точками на графике. При этом температура окружающей среды для источника питания составляла приблизительно 27°С. Нужно отметить, что воздух внутри корпуса компьютера может быть куда горячее, в частности, температура 40°С является вполне допустимой. В то же время сама нагрузка, создаваемая компьютерной системой, носит переменный характер, что облегчает температурный режим источника питания.

До нагрузки 125 Вт be quiet! TFX2G-300W работает очень тихо, практически бесшумно. На отрезке 125 – 200 Вт уровень шума немного повышается, но все равно остается вполне комфортным. Более-менее различимый звук появляется лишь после преодоления отметки в 200 Вт. По субъективным оценкам его можно охарактеризовать как «ниже среднего». В очередной раз убеждаемся, что бренд be quiet! неспроста носит такое название – в компании знают толк в проектировании систем охлаждения.

Причем это касается не только уровня издаваемого шума, но и эффективности. Как видно из диаграммы, максимальная зафиксированная температура составила всего лишь 66°С, что гораздо ниже критических значений. И это при том, что во время эксперимента блок питания работал при максимальной нагрузке.

Посторонние шумы во время работы блока питания

На всем диапазоне нагрузок be quiet! TFX POWER 2 300W не издавал никаких посторонних шумов в виде раздражающего писка дросселей или характерного гудения трансформатора.

OverLOAD

В спецификации на официальном сайте указано, что пиковая мощность данного блока питания составляет 330 Вт. Как показала практика, после преодоления отметки 320 Вт напряжения на линиях +3,3В и +5В уже проседают ниже допустимых значений (-5% от номинала линии). Поэтому именно мощность в 320 Вт стоит считать запасом по перегрузке, хотя соответствующая защита (OPP) срабатывает лишь при 360 Вт. Жаль, конечно, ведь установленная здесь система охлаждения без проблем бы справилась с отводом дополнительного тепла.

В итоге имеем +6,7% к номинальной мощности, что в разрезе применения компактных решений является не таким уж и плохим результатом. Вернее сказать, здесь он не так важен, как в случае с полноразмерными ATX-решениями.

Практические испытания на реальной конфигурации

Для построения реальной компьютерной системы был задействован мощный 6-ядерный процессор Intel Core i7-4960X, работающий на номинальной частоте, и видеокарта ZOTAC GeForce GTX 550 Ti AMP! Edition (суммарный уровень TDP такой связки находится на уровне 250 Вт). Отметим, что целью данного эксперимента является воссоздать реальные нагрузки производительного ПК и проверить, как при этом ведет себя блок питания на практике.

Измерения производились в двух режимах: «Простой» и «Максимальная загрузка», которая создавалась утилитами Linpack и FurMark 1.10.4. Во время тестирования общее энергопотребление системы измерялось с помощью прибора Seasonic PowerAngel, напряжение на линиях питания +12В, +5В и +3,3В фиксировалось с помощью мультиметра MASTECH MY64.

В результате измерения напряжения питания на выходных линиях были получены следующие значения:

Как показал эксперимент, модель be quiet! TFX POWER 2 300W вполне способна справиться с конфигурацией, которая по уровню TDP сопоставима с игровыми системами, собранными на основе компактных компонентов. Да, на 12-вольтовой линии наблюдаются просадки, но по своему характеру они не являются критичными для работы ПК и вполне вписываются в нормы стандарта ATX12V.

Энергопотребление в простое и в выключенном состоянии компьютера

Энергопотребление be quiet! TFX2G-300W в выключенном состоянии компьютера и в спящем режиме соответствует значениям, зафиксированным у других моделей подобного рода, которые уже успели побывать в нашей тестовой лаборатории.

Выводы

Вот и подошло время финального вердикта по блоку питания be quiet! TFX POWER 2 300W (be quiet! TFX2G-300W). В нем производителю удалось одновременно совместить сравнительно большую мощность (300 Вт), высокий уровень КПД (стандарт 80 PLUS Gold), компактные размеры (формат TFX) и тихую работу на всем диапазоне нагрузок. Как правило, такое удается сделать крайне редко, либо это требует больших затрат, что неминуемо отражается на стоимости устройства. Здесь же все еще более-менее демократично – цена на be quiet! TFX POWER 2 300W колеблется в районе $70. Не так уж и много, учитывая, что данная модель без проблем может использоваться в составе мини-ПК стоимостью $700 – 1000. Иными словами, она легко справится с любыми топовыми компактными комплектующими, которые доступны сегодня на рынке.

Из недостатков можно отметить отсутствие 6+2-контактного разъема PCIe (есть только 6-контактный, но он реализован не самым лучшим образом) и твердую оплетку на кабелях, что делает их укладку внутри корпуса формата Mini-ITX более трудоемким процессом. Еще хотелось написать о не самых качественных конденсаторах на выходах блока питания. Однако глядя на превосходные результаты во время измерения пульсаций напряжения, понимаешь, что со своей задачей данный узел справляется на все 100%. Во всем остальном – только положительные впечатления.

Достоинства:

• сравнительно большая номинальная мощность (300 Вт) при малых размерах (175 х 65 х 85 мм);
• хорошее качество сборки и окраски корпуса;
• соответствие стандарту энергоэффективности 80 PLUS Gold;
• сравнительно высокий КПД (82%) даже при незначительных нагрузках (25 Вт);
• высокая нагрузочная способность канала +12В (96% от номинальной мощности блока питания);
• наличие всех узлов, свойственных современным блокам питания;
• очень низкие пульсации на всех линиях питания;
• используются компоненты приемлемого качества;
• наличие основных типов защит (UVP, OVP, SCP, OCP, OPP);
• возможность работы в широком диапазоне сетевого напряжения;
• эффективная и тихая система охлаждения;
• качественный вентилятор.

Особенности:

• выходные кабели сделаны в виде жестких жгутов, стянутых оплеткой, что делает их укладку внутри корпуса формата Mini-ITX более трудоемким процессом;
• блок питания способен выдержать перегрузку до 360 Вт, однако при значениях выше 320 Вт некоторые напряжения выходят за допустимые рамки, определенные стандартом ATX12V.

Недостатки:

• отсутствие 6+2-контактного разъема PCIe (есть только 6-контактный);
• коннектор PCIe расположен не на кабеле, выведенном напрямую из блока питания, а на переходнике с разъемами PATA;
• канал +12В выполнен в виде двух линий со сравнительно низкими ограничениями по току (13 А).

Автор: Сергей Мещанчук

Выражаем благодарность компании Listan GmbH & Co. KG за предоставленный для тестирования блок питания.

Выражаем благодарность компаниям ASUS, Intel, Thermalright, Transcend, Western Digital и ZOTAC за предоставленное для тестового стенда оборудование.