Обзор и тестирование блока питания Seasonic SS-300SFD Active PFC

Наверное, самыми популярными на сегодняшний день форм-факторами блоков питания являются ATX и EPS. Но, на самом деле таких форматов значительно больше. Другое дело, что по разным причинам они перестали быть востребованными. Похожая участь постигла и стандарт источников питания под названием SFX. Он был разработан в далеком 1997 году. Отличительной чертой источников питания формата SFX были их компактные размеры. Тогда предполагалось, что эти блоки питания будут использоваться в компьютерах, построенных на основе только что появившихся microATX (mATX) материнских плат. Даже сама аббревиатура SFX (Small Form Factor), которая означает «маленький форм-фактор» отчетливо намекает, для каких целей должны были служить данные источники питания. Правда, как показала практика, пользователи не спешили переходить с ATX-решений на более компактные модели, и казалось, блоки питания стандарта SFX ждет забвение.

Но в 1999 году компания Intel представила новый формат материнских плат FlexATX. По размерам - это нечто среднее между современным форматом mini-ITX и mATX. Появление компактных FlexATX-корпусов вновь подстегнуло интерес пользователей к блокам питания SFX.

С 1997 года стандарт SFX довольно часто менялся, чтобы успевать за развитием IT-индустрии. Так, с самого начала для питания материнской платы предназначался только 20-контактный разъем ATX. Вскоре к нему добавился 4-контактный разъем для дополнительного питания процессора ATX12V. После этого стандарт SFX переименовали в SFX12V. Потом на замену 20-контактному разъему ATX пришел усовершенствованный разборный 20+4 контактный разъем, а также появились разъемы SATA для подключения современных накопителей. На сегодняшний день самой последней является спецификация SFX12V 3.1. Именно с блоком питания этого стандарта мы и хотим познакомить вас сегодня - Seasonic SS-300SFD Active PFC мощностью 300 Вт.

Отметим, что стандарт SFX12V 3.1 включает пять разных типов блоков питания. Причем, все они имеют разные формы, габариты и размеры вентиляторов. Поэтому перед покупкой источника питания форм-фактора SFX12V обязательно нужно выяснить, какого типа он должен быть. Такой подход к выбору блока питания некоторым пользователям может показаться слишком сложным. Хотя с другой стороны - это позволит подобрать именно ту модель, которая идеально впишется в будущий компактный компьютер. Особенно это актуально для моддеров и тех, кто создает собственный корпус «с нуля».

Спецификация блока питания Seasonic SS-300SFD Active PFC:

Производитель	Sea Sonic Electronics
Модель	SS-300SFD Active PFC
Тип	SFX12V v3.1
Номинальная мощность, Вт	300
Мощность по каналу 12В, Вт	270
Мощность линий +3,3V и +5V, Вт	125
Линий +12V	2
Выходы	+3,3V – 20A,  +5V – 20A, +12V1 – 8 A, +12V2 – 14,5 A,  -12V – 0,8 A,  +5VSB – 2 A
PCI-E разъемов	Нет
SLI Ready	Нет
CrossFire Certified	Нет
Модульный	Нет
КПД, %	>82
Сертифицирован 80 PLUS	Bronze
Коэффициент мощности (PF), %	99
Метод компенсации коэффициента мощности	Активный
Входное напряжение, В	100 – 240
Частота, Гц	50 – 60
Входной ток, А	5
Размер вентилятора, мм	80 х 80 х 25
Регулятор скорости вращения вентилятора	Есть
Уровень шума, дБ	до 34,4
Электромагнитные безопасность и совместимость (EMI/EMC)	CB, TUV, CUL, CE, FCC, BSMI, CCC
Защиты	UVP, OVP, SCP, OPP
Соответствие RoHS (низкое содержание в припое свинца и кадмия)	Есть
Размеры (ДхШхВ), мм	125 х 100 х 76,5
Комплектация	Нет
Вес, кг	-
Ресурс (в режиме полной загрузки, при 25⁰С окружающей среды), часов	>100000
Гарантия	3 года
Сайт производителя	http://www.seasonic.ru/

Поскольку блок питания Seasonic SS-300SFD Active PFC поставляется в OEM-версии, то в комплекте с ним отсутствует сетевой шнур питания, что нужно будет учесть при покупке.

Как мы уже упоминали в начале статьи, всего имеется пять типов конструкций источников питания стандарта SFX12V. Seasonic SS-300SFD Active PFC относится к разновидности «Top Mount Fan» или «с верхним расположением вентилятора». Хотим обратить внимание на конструкцию корпуса блока питания - верхняя панель имеет ступенчатую форму. Связано это с тем, что по спецификации вентилятор не может выступать над верхней панелью более чем на 17 мм. Напомним, что большинство вентиляторов имеют высоту 25 мм, поэтому их приходится, как бы, немного «втапливать» внутрь корпуса источника питания. Конечно, это дополнительные трудности для инженеров, но зато сам блок питания получается достаточно компактным.

Передняя стенка имеет уже более привычные очертания. Здесь располагается разъем для подключения сетевого шнура питания и кнопка отключения от сети. Сама же стенка сделана в виде решетки для улучшения циркуляции воздуха.

С обратной стороны расположены провода выходных линий питания. Провода распаяны непосредственно на печатной плате и выходят наружу через круглое отверстие. Здесь же находится этикетка с техническими характеристиками.

Мощность канала +12В составляет 270 Вт, то есть он способен выдержать нагрузку 22,5 А. Это очень хороший показатель для 300-ваттного блока питания. Далеко не каждая полноразмерная ATX-модель даже мощностью 350 Вт способна похвастать таким показателем. Отметим, что в случае Seasonic SS-300SFD Active PFC, канал +12В разделен на две линии: +12V1 с нагрузкой до 8А и +12V2 с нагрузкой до 14,5 А. Линии +3,3В и +5В имеют максимальную суммарную мощность 125 Вт и рассчитаны на нагрузку по 20 А каждая.

Кроме хороших силовых характеристик также привлекает внимание большой диапазон входного напряжения (100-240 В), в котором можно эксплуатировать блок питания Seasonic SS-300SFD Active PFC. Этот факт особенно важен при работе от «плохой» сети или отсутствии источника бесперебойного питания.

На боковой панели находится надпись 80 PLUS, хотя согласно технической спецификации, по энергоэффективности блок питания Seasonic SS-300SFD Active PFC соответствует стандарту 80 PLUS Bronze. Напомним, что блоки питания стандартизируются 80 PLUS Bronze, если их КПД при нагрузках 20%, 50% и 100% не опускается ниже 81%, 85%, 81% соответственно.

Теперь посмотрим, что собой представляют кабеля выходных линий питания. Все доступные типы разъемов, а также длина проводов приведены в таблице:

Типы разъемов	Количество	Длина проводов до разъема (разъемов), см
20+4-контактный разъем питания ATX	1	30
4-контактный разъем питания ATX12V	1	35
два разъема SATA	1	30-45
два разъем PATA и один разъем FDD	2	35-50-65

Основной 20+4-контактный разъем питания ATX сделан в разборном виде. Для дополнительного питания процессора предусмотрен 4-контактный разъем ATX12V. Для питания плат формата mini-ITX и даже mATX данных разъемов будет вполне достаточно. Возможно, у кого-то вызовет нарекания отсутствие разъемов для питания видеокарты. Но для компактных компьютеров это не столь критично, поскольку большинство из них не оборудуются дискретными видеоускорителями, а используют возможности встроенного видеоядра. Даже если пользователь и устанавливает внешнюю видеокарту, то в подавляющем большинстве случаев - это низкопрофильное энергоэффективное решение, для которого вполне хватит питания через слот PCI-Express x16, расположенный на материнской плате.

Для обеспечения активной циркуляции воздуха используется 80-мм вентилятор производства компании ADDA, модель AD0812HB-A70GL. Данный вентилятор основан на подшипнике качения и способен обеспечить довольно неплохой воздушный поток, как для своих размеров и мощности - до 38,6 CFM (кубических футов в минуту).

Спецификация:

Вентилятор	ADDA AD0812HB-A70GL
Тип подшипника	Качения
Напряжение питания, В	12
Ток, А	0,25
Мощность, Вт	3,0
Скорость вращения, об/мин	3010
Воздушный поток, CFM	38,6
Уровень шума, дБ	до 34,4
Размеры, мм	80 х 80 х 25
Вес, г	86

Корпус блока питания Seasonic SS-300SFD Active PFC легко разбирается после выкручивания четырех крепящих винтов (два сверху и два снизу). Обращаем ваше внимание, что здесь способ снятия верхней крышки немного другой, чем у обычных источников питания формата ATX.

Первое, что бросается в глаза - это плотность компоновки узлов. Хотя, учитывая размеры блока питания (125 х 100 х 76,5 мм), данный факт не должен вызывать особого удивления. Как видим, места на главной печатной плате хватило не всем элементам. Часть их расположена на двух маленьких печатных платах, установленных перпендикулярно. Но, давайте перейдем к более тщательному осмотру «внутренностей» Seasonic SS-300SFD Active PFC и проанализируем, есть ли особые отличия в схемотехнике между блоками питания формата SFX12V и ATX.

Сразу же около розетки сетевого питания находится EMI-фильтр, который предназначен для сглаживания высокочастотных помех, излучаемых в сеть блоком питания. Честно говоря, мы не особо надеялись его тут увидеть, так как конструктивно данный узел имеет сравнительно большие габариты и не всегда может уместиться в столь компактных источниках питания. Но специалисты из Sea Sonic Electronics приятно удивили.

Отметим, что и элементная база EMI-фильтра довольно хорошая, она включает варистор, три катушки, четыре Y- и два X-конденсатора. Правда, видно, что инженерам пришлось «поломать голову», чтобы разместить все эти элементы в столь ограниченном пространстве. Большое внимание уделено и изоляции - многие компоненты фильтра, закрыты резиновыми чехлами, а контакты залиты токонепроводящим клеем.

У самого края платы находится выпрямляющий диодный мост, который почти полностью закрыт одной из тороидальных катушек EMI-фильтра. Поэтому рассмотреть номинал диодной сборки не представляется возможным. Отметим, что для охлаждения моста используется отдельный алюминиевый радиатор.

В качестве сглаживающего элемента сетевого питания во входной цепи используется электролитический конденсатор производства известной японской компании Panasonic (Matsushita) емкостью 180 мкФ, рассчитанный на напряжение 400 В и температуру 85⁰С.

В блоке Seasonic SS-300SFD Active PFC нашлось место и активному модулю коррекции коэффициента мощности (APFC). Дроссель APFC расположен рядом с главным конденсатором, а набор логики вместе с обвязкой, в целях экономии пространства, распаян на отдельной небольшой печатной плате. Маркировку микросхемы, управляющей работой APFC и главного преобразователя, к сожалению, разобрать не удалось.

Силовые элементы главного преобразователя и APFC закреплены на отдельном массивном радиаторе. Для увеличении площади рассеивания тепла его верхушка загнута по углом 90⁰С.

Такую же конструкцию имеет и радиатор, предназначенный для охлаждения выпрямляющих элементов в низковольтной части. Вообще стоит отметить, что к пассивной части системы охлаждения производитель отнесся с большой ответственностью, что должно позитивным образом сказаться на нагреве элементов.

Несмотря на компактные размеры блока питания Seasonic SS-300SFD Active PFC, его основной трансформатор имеет довольно большие габариты, вполне соответствующие моделям подобной мощности. Рядом расположен трансформатор размерами поменьше, который участвует в формировании линии дежурного напряжения питания +5VSB.

Работой дежурного источника питания управляет контроллер ICE2A0565Z производства компании Infineon Technologies.

Выпрямление напряжений осуществляется с помощью трех диодных сборок, по одной на каждой из линий +3,3В, +5В и 12В. Для стабилизации выходных напряжений использован групповой принцип. Хорошо виден большой дроссель с двумя обмотками для каналов +5В и +12В. Для канала +3,3В предназначена отдельная катушка меньшего размера.

Для сглаживания пульсаций выходных напряжений питания используются электролитические конденсаторы преимущественно производства тайванской компании Kuan Kun Electronic Enterprise, которая распространяет свою продукцию под брендом «SU'SCON». Судя по отзывам пользователей, качество этих конденсаторов можно считать средним.

Контроль выходных линий питания в Seasonic SS-300SFD Active PFC реализован за счет микросхемы мониторинга HY-510N, которая, по спецификации, обеспечивает защиту от превышения напряжения (OVP) на линиях +12В, +5В и +3,3В и от понижения напряжения (UVP) на линиях +5В и +3,3В. В спецификации блока питания указано также наличие защиты по перегрузке (OPP). Скорее всего, она реализована в микросхеме, управляющей работой APFC. Данное предположение мы проверим во время тестирования.

Тестирование

Кросс нагрузочные характеристики

При прохождении тестов КНХ напряжение питания на линии +3,3В изменялось в пределах от -2% до +1%, что можно считать довольно хорошим результатом.

Напряжение на линии +5В отклонялось также в небольшом диапазоне - от -2% до +3%.

Напряжение питания на линии +12В при прохождении тестов КНХ было немного хуже, но при этом все равно оставалось в пределах допустимых норм.

Шумы и пульсации во всем диапазоне напряжений

Пульсации на линии +3,3В довольно небольшие, в среднем они равны 24 мВ.

Пульсации на линии +5В при разных нагрузках также находятся в пределах допустимых норм. Здесь их средний уровень составляет 29 мВ.

Пульсации на линии +12В в отличном состоянии, в среднем составляя лишь 25 мВ.

Дежурная линия питания +5VSB

Состояние дежурной линии питания блока питания Seasonic SS-300SFD Active PFC довольно хорошее. В зависимости от нагрузки напряжение на дежурной линии питания изменяется в пределах от 5,05 В до 5,01 В.

PFC

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

Нагрузка, Вт	55	150	200	250	300
Нагрузка*,%	18	50	67	83	100
PFC	0,88	0,93	0,95	0,97	0,98

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

Модуль коррекции коэффициента мощности блока питания Seasonic SS-300SFD Active PFC отлично справляется со своей задачей. Максимальный зафиксированный коэффициент при достижении нагрузки 300 Вт составлял 0,98.

КПД

Тест реальной эффективности при разных нагрузках подтвердил соответствие блока питания Seasonic SS-300SFD Active PFC стандарту 80 PLUS Bronze для напряжения 230 В. Как видно из графика, при нагрузках 20% и 100% от номинальной мощности КПД блока питания превышает 81%, а при 50% нагрузке – КПД больше 85%. Более того, на всем диапазоне нагрузок КПД Seasonic SS-300SFD Active PFC на 1,6 - 4% был выше, чем того требуют условия сертификата 80 PLUS Bronze.

Система охлаждения и температурный режим

Косвенно оценить уровень шума блока питания 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 27⁰С. Нужно отметить, что воздух внутри корпуса компьютера может быть куда горячее, в частности, температура 40⁰С является вполне допустимой для компьютера. В то же время, сама нагрузка, создаваемая компьютерной системой, носит переменный характер, что облегчает температурный режим источника питания.

До отметки мощности в 150 Вт источник питания Seasonic SS-300SFD Active PFC работает очень тихо, в пределах 150 – 200 Вт – уровень шума еще довольно низкий. При увеличении нагрузки до 300 Вт, уровень шума повышается (по слуховым ощущениям его можно охарактеризовать как «средний») и уже становится заметным на общем фоне.

В целом система управления вентилятором достаточно хорошая, сильного нагрева элементов даже после длительной работы не наблюдается. Температура всех основных узлов в пределах нормы.

Влияние изменения входного сетевого напряжения

Работоспособность блока питания при разных значениях входного сетевого напряжения проверялась при 80% загрузке. Нагрузка на линии +5В и +3,3В составляла 80 Вт, а общая нагрузка была равна 240 Вт. Показателем работоспособности являлась величина выходных напряжений.

Напряжение сети	240 В	220 В	200 В	180 В	160 В	130 В	100 В
+3,3В	3,33	3,33	3,32	3,32	3,32	3,32	3,32
+5В	5,17	5,17	5,17	5,17	5,16	5,16	5,16
+12В	12,14	12,14	12,14	12,13	12,13	12,13	12,13

Изменяя напряжение входного питания от 100 В до 240 В, мы установили, что блок питания Seasonic SS-300SFD Active PFC стабильно работает во всем заявленном в спецификации диапазоне напряжений.

OverLOAD

При повышенной нагрузке блок питания Seasonic SS-300SFD Active PFC показал хорошие результаты. Защита по перегрузке срабатывала при достижении мощности 360 Вт, а до этой отметки блок работал без проблем, обеспечивая стабильное напряжение на выходе. Как видим, данный источник питания способен, как минимум, кратковременно выдержать еще 20% сверх полной нагрузки, что довольно неплохо.

Практические испытания на реальной конфигурации

Для построения реальной компьютерной конфигурации была использована достаточно экономичная система на базе процессора Intel Core i5-661 и материнской платы MSI H57M-ED65. В качестве дискретной видеокарты мы взяли MSI R4850-2D1G-OC (Radeon HD4850).

Материнская плата	MSI H57M-ED65 (Intel H57, LGA1156, DDR3, mATX)
Процессор	Intel Core i5-661 (LGA1156, 3,33 ГГц, L3 4 МБ)
Кулер	Box
Оперативная память	2x DDR3-2000 1024 МБ Kingston HyperX KHX16000D3T1K3/3GX
Видеокарты	MSI R4850-2D1G-OC (Radeon HD 4850, 1 ГБ GDDR3, PCIe 2.0)
Жесткий диск	Seagate Barracuda 7200.12 ST3500418AS, 500 ГБ, SATA-300, NCQ
Корпус	CODEGEN M603 MidiTower
Ваттметр	Seasonic Power Angel
Мультиметр	MASTECH MY64

Измерения производились в двух режимах: простой и максимальная загрузка, которая создавалась с помощью программного теста блока питания OCCT Perestroika 3.1.0. Во время тестирования общее энергопотребление системы измерялось с помощью прибора Seasonic PowerAngel, напряжение на линиях питания +12В; +5В; +3,3В измерялось с помощью мультиметра MASTECH MY64.

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

	Seasonic SS-300SFD Active PFC		Seasonic SS-300TFX Active PFC		Seasonic SS-500GM (M12II-500)
Режим	Величина, В	Отклонение, %	Величина, В	Отклонение, %	Величина, В	Отклонение, %
+12V
Idle	12,26	+2,2	12,18	+1,5	12,24	+2,0
Burn	12,12	+1,0	12,13	+1,0	12,12	+1,0
+5V
Idle	5,13	+2,6	5,08	+1,6	5,11	+2,2
Burn	5,18	+3,6	5,09	+1,8	5,12	+2,4
+3.3V
Idle	3,33	+0,9	3,35	+1,5	3,34	+1,2
Burn	3,34	+1,2	3,35	+1,5	3,35	+1,5
	Входное энергопотребление, Вт
Idle	65		62		67
Burn	211		199		202

Блок питания Seasonic SS-300SFD Active PFC без проблем справился с предложенной конфигурацией. Работа системы стабилизации довольно хорошая - больших отклонений по основным линиям питания не замечено. Энергопотребление у Seasonic SS-300SFD Active PFC находится на уровне других высокоэффективных источников питания производства компании Sea Sonic Electronics.

Энергопотребление в простое и в выключенном состоянии компьютера

Блоки питания	Энергопотребление в режиме, Вт
	Sleep	PowerOff
Seasonic SS-300SFD Active PFC	4	2
Seasonic SS-300TFX Active PFC	5	4
Seasonic SS-500GM (M12II-500)	5	4

Энергопотребление блока питания Seasonic SS-300SFD Active PFC в простое и в выключенном состоянии компьютера довольно низкое, что говорит о хорошей реализации узла, отвечающего за формирование дежурной линии питания +5VSB.

Выводы

Протестированный блок питания Seasonic SS-300SFD Active PFC - довольно интересное решение, выполненное в форм-факторе SFX12V. В первую очередь привлекают его компактные габариты (125 х 100 х 76,5 мм), что делает блок питания Seasonic SS-300SFD Active PFC хорошим выбором при сборке миникомпьютера, неттопа или HTPC. Мы сознательно не говорим «только HTPC», поскольку мощности в 300 Вт хватит для питания и более производительной системы, включающей дискретную видеокарту.

Что касается схемотехники, то в этом плане Seasonic SS-300SFD Active PFC практически не отличается от полноразмерных ATX-решений. Даже в таком маленьком пространстве нашлось место для входного EMI-фильтра, активного модуля коррекции коэффициента мощности, трех массивных радиаторов, охлаждающих силовые элементы разных узлов. Все это в свою очередь позволило продемонстрировать хорошие результаты во время тестирования. Особое внимание хотим обратить на низкий уровень пульсаций и отсутствие критических просадок напряжения на всех трех линиях питания.

Источник питания Seasonic SS-300SFD Active PFC по спецификации соответствует стандарту энергоэффективности 80 PLUS Bronze. На практике же его КПД был даже несколько выше, чем это требует стандарт 80 PLUS Bronze, причем такая тенденция наблюдалась на всем диапазоне нагрузок.

Пожалуй, единственным недостатком можно считать немного шумную работу блока питания при больших нагрузках. Но это, если так можно выразиться, расплата за малые размеры и сравнительно большую мощность.

Подытоживая вышесказанное, можно утверждать, что при цене 57 долларов, источник питания Seasonic SS-300SFD Active PFC выглядит весьма перспективной покупкой. За эти деньги пользователи компактных компьютеров получат довольно производительное и энергоэффективное решение с хорошим запасом по мощности.

Достоинства:

• высокий уровень КПД;
• большая номинальная мощность при малых габаритах;
• хорошее состояние напряжения на линиях питания +12В, +5В, +3,3В под большой нагрузкой;
• наличие большого запаса по мощности;
• возможность работы в широком диапазоне сетевого напряжения;
• эффективная система охлаждения;
• наличие вентилятора на подшипнике качения;
• 3 года гарантии;
• активный метод компенсации реактивной мощности.

Недостатки:

• средний уровень шума во время работы блока питания при больших нагрузках;
• отсутствие защиты от перегрева.

Автор: Сергей Мещанчук

Выражаем благодарность компании «Синтекс», дистрибьютору продукции Sea Sonic Electronics в Украине, за предоставленный для тестирования блок питания.

Выражаем благодарность компаниям Intel, Kingston и MSI за предоставленное для тестового стенда оборудование.