Обзор и тестирование блока питания Seasonic SSE-4501PF-12

Рассмотренный ранее промышленный блок питания Seasonic SSE-2001HE-12 безусловно хорош. Однако в некоторых случаях его мощности в 200 Вт может оказаться недостаточно (например, для питания больших экранов из нескольких видеопанелей, автоматики дверей и других устройств подобного рода). Для этих целей компания Sea Sonic Electronics разработала более производительные модели из серии Seasonic SSE-4501PF-xx. Они также принадлежат к классу встраиваемых решений и отличаются небольшими габаритами, но рассчитаны уже на нагрузки, достигающие 450 Вт. Две последние цифры в конце названия указывают на номинал постоянного напряжения, которое выдает блок питания. Для тестирования мы выбрали модель с 12-вольтовой линией на выходе – Seasonic SSE-4501PF-12.

Спецификация:

Внешний вид

Как и все встраиваемые промышленные блоки питания, модель Seasonic SSE-4501PF-12 имеет довольно компактные размеры (215 х 50 х 115 мм). И это при том, что ее мощность составляет целых 450 Вт. При таком сочетании характеристик инженерам в первую очередь нужно было задуматься о реализации эффективной системы охлаждения. В результате на крышке появился небольшой вентилятор (менее производительные решения обходятся без него), а сам корпус превратился в большой алюминиевый радиатор. К слову, на материалах не экономили – толщина стенок составляет 2 мм.

Разъемы питания представлены одиннадцатью клеммами с фиксирующими болтами, которые для большей безопасности закрыты сверху пластиковой прозрачной крышкой. Две крайние правые клеммы предназначены для подсоединения входного питания переменного типа, дальше следует заземление и восемь выходов для подачи постоянного напряжения (четыре -12 В и четыре +12 В).

В отличие от компьютерных блоков питания, в промышленных решениях на выходе формируется только одна линия питания, с которой, как правило, можно снять 100% от номинальной мощности устройства. В случае с Seasonic SSE-4501PF-12 – это 37,5 А. Также отметим, что данная модель может работать в довольно широком диапазоне входных напряжений (100 – 240 В), что пригодится в случае использования ее в условиях нестабильной электросети.

Внутреннее устройство

Компания Sea Sonic Electronics сама разрабатывает схемотехнику для своих блоков питания, что является большим преимуществом по сравнению с моделями, в которых используются платформы от сторонних OEM-разработчиков. Что касается непосредственно тестируемого блока питания, то в первую очередь в глаза бросается продуманная компоновка внутреннего пространства. Все силовые сильногреющиеся компоненты расположены на большом расстоянии друг от друга и через толстые алюминиевые пластины соприкасаются с корпусом – идеальный вариант для организации максимально эффективной системы охлаждения.

В качестве активной ее части выступает 60-мм вентилятор ADDA AD0612XB-A71GL (0,38 А; 4,56 Вт), основанный на шарикоподшипнике. Как-никак, надежность для промышленных решений стоит на первом месте.

На остальных узлах производитель тоже не экономил. В частности, на входе имеется полноценный фильтр электромагнитных помех (варистор, три дросселя, пара X- и три пары Y-конденсаторов); в состав высоковольтной цепи включен активный модуль коррекции коэффициента мощности (APFC); накопительные конденсаторы (400 В х 180 мкФ) произведены японской компанией Rubycon и принадлежат к высокотемпературной серии (до 105°С). Главный преобразователь построен по традиционной прямоходовой схеме с двумя ключами. Его контроллером выступает микросхема Champion CM6802. Она же отвечает и за корректную работу модуля APFC.

Для выпрямления выходного напряжения +12В используются четыре 30-амперные диодные сборки PFC PFR 30L50CT. Сглаживание пульсаций осуществляется с помощью японских конденсаторов от именитой компании Nippon Chemi-Con. Естественно, все они рассчитаны на повышенные рабочие температуры (до 105°С) и отличаются превосходным качеством, а также продолжительным сроком службы.

Возле клемм мы также обнаружили потенциометр, с помощью которого можно плавно регулировать выходное напряжение в пределах от +10,8 до +13,2 В. Система защит тестируемой модели представлена тремя типами: от короткого замыкания (SCP), от повышенного напряжения на выходе (OVP) и от перегрузки (OPP).

Тестирование

Стабильность выходного напряжения питания в различных режимах работы

Независимо от нагрузки, напряжение питания на выходе устройства менялось в пределах от +12,10 до +12,12 В, что в переводе на относительные величины составляет +0,8…+1,0%. Также мы провели опыт с разными значениями входного напряжения. Постепенно изменяя его со 100 до 250 В, на всем диапазоне мы получили +12,11 В по 12-вольтовой линии. Иными словами, со стабильностью выходного напряжения у Seasonic SSE-4501PF-12 полный порядок.

Измерение коэффициента PFC и уровня КПД

Модуль APFC без проблем справляется со своей задачей. Значение 0,9 было преодолено при нагрузке 100 Вт, что значительно меньше, чем 50% от номинальной мощности устройства. При максимальной потребляемой мощности коэффициент PFC составил 0,98.

Поскольку в модели Seasonic SSE-4501PF-12 используется более простая схемотехника, чем в протестированном ранее 200-ваттном Seasonic SSE-2001HE-12, то и КПД у нее находится на более низком уровне: 80 – 87% на диапазоне типичных нагрузок. Учитывая сферу использования данной модели, такие значения являются вполне приемлемыми.

Система охлаждения

Для оценки эффективности системы охлаждения мы руководствовались температурными показателями, которые были зафиксированы после 30-минутной работы блока питания под нагрузкой 400 Вт. Во время эксперимента скорость вращения предустановленного вентилятора была постоянной (не зависела от потребляемой мощности) и составляла 5570 об/мин.

Этого с избытком хватило для поддержания нормального температурного режима внутри блока питания. Как видно из диаграммы, ни о каком перегреве компонентов не может быть даже и речи.

Тест на перегрузку и замеры энергопотребления в режиме простоя

Защита от перегрузки (OPP) срабатывала на отметке 530 Вт, что соответствует 17-процентной прибавке к номинальной мощности. Еще раз убеждаемся, что в данной модели используются не просто качественные компоненты, но и с большим запасом прочности. Также важно отметить, что во время экспериментов с перегрузками выходное напряжение питания опускалось всего лишь на 0,02 В − с 12,11 до 12,09 В.

Энергопотребление в режиме простоя (без нагрузки) составляет 8 Вт.

Выводы

Промышленный блок питания Seasonic SSE-4501PF-12 в первую очередь привлекает к себе внимание сочетанием компактных размеров и большой номинальной мощности: в корпус размерами 215 х 50 х 115 мм инженерам удалось поместить платформу, которая может выдавать целых 37,5 А по линии +12В. При этом все необходимые узлы остались на месте, ни на чем не сэкономили. Также порадовало качество установленных компонентов: далеко не все даже обычные компьютерные блоки питания могут похвастать наличием внутри японских конденсаторов или применением вентилятора на шарикоподшипнике. Да и возможность работы с перегрузками вплоть до 530 Вт говорит о том, что при проектировании данной модели основными факторами являлись надежность и запас прочности.

Что касается остальных электрических характеристик, то Seasonic SSE-4501PF-12 способен работать в довольно широком диапазоне входного напряжения (100 – 240 В) и независимо от значения потребляемой мощности выдавать на выходе стабильные +12,12…+12,10 В. На диапазоне типичных нагрузок (100 – 450 Вт) эффективность устройства составляет 80 – 87%, что тоже является вполне достойным результатом.

Еще одним весомым преимуществом данной модели выступает отличная реализация системы охлаждения. Благодаря ей Seasonic SSE-4501PF-12 можно будет монтировать в закрытых нишах или плохо продуваемых конструкциях, не переживая при этом о возможном перегреве каких-либо узлов. Опять же, в контексте применения промышленных блоков питания – очень важный фактор.

Достоинства:

• компактные размеры;
• высокая номинальная мощность (450 Вт), как для встраиваемых решений;
• на диапазоне нагрузок 100 – 450 Вт КПД устройства составляет 80 – 87%;
• возможность работы с перегрузками вплоть до 530 Вт;
• качественная элементная база с большим запасом прочности;
• отличная стабилизация питания на выходе;
• возможность работы в широком диапазоне сетевого напряжения;
• возможность ручной подстройки выходного напряжения в пределах от +10,8 до +13,2 В;
• наличие защит OVP, OPP и SCP;
• эффективная система охлаждения.

Особенности:

• промышленный блок питания с 12-вольтовой линией на выходе;
• скорость вращения вентилятора постоянная (5570 об/мин) и не зависит от значения потребляемой мощности.

Автор: Сергей Мещанчук

Выражаем благодарность компании Sea Sonic Electronics за предоставленный для тестирования блок питания.