up
ru ua
menu

msi-achieve_a_new_level_of_cool-banner-160x600.jpg

GOODRAM-SSD-Iridium-PRO.gif

logo minifile

::>Источники питания > 2013 > 03 > Seasonic G-550 (SSR-550RM)

Версия для печати
Переопубликовать обзор

06-03-2013


rss

Обзор и тестирование блока питания Seasonic G-550 (SSR-550RM)

Фантастические достижения в технологии полупроводников нашли свое отражение в разработке и реализации современных видеокарт, процессоров, материнских плат, которые диктуют все новые требования к источникам питания. В то же время, невероятные решения VRM видеокарт и материнских плат (например, Military Class III от MSI) задают основные направления развития компьютерных блоков питания. Возможности современной элементной базы и схемотехники позволяют реализовать разнообразные решения в широком диапазоне мощности, экономичности, комфортности, стабильности, долговечности и, что немаловажно, стоимости.

Новатором в этой области уже много лет подряд является компания Sea Sonic Electronics. Выпустив серии X и Platinum, компания продемонстрировала пример использования передовых схемотехнических решений в бескомпромиссной реализации компьютерных блоков питания, которые смело можно назвать эталонными и образцовыми.

Часто при обсуждении блоков серии X и Platinum можно услышать заявления: «А зачем платить так дорого?» или «Почему такая высокая цена?» Видимо, специально для таких потенциальных покупателей Seasonic ответила выпуском серии G, приближающейся к средней ценовой категории и реализующей все достоинства блоков серий X и Platinum.

Как им это удалось? Давайте попробуем разобраться вместе на примере блока питания Seasonic G-550 (SSR-550RM KM3).

Данный блок принадлежит серии G, в которой представлены модели с заявленной выходной мощностью: 360 Вт, 450 Вт, 550 Вт и 650 Вт. Видим, что в G-серии  расширена нижняя часть диапазона мощностей высококлассных моделей, начиная с выходной мощности 360 Вт. Что, вероятнее всего, оправдано в связи с переходом на более мелкий и экономичный техпроцесс для CPU и GPU. Мы же остановимся на модели Seasonic G-550 (SSR-550RM), потому что она может с легкостью запитать «топовые» модели начального и среднего уровня, которым принадлежит достаточно большой сегмент рынка.

Вся серия сертифицирована по стандарту 80 PLUS Gold, который требует от блоков КПД не ниже 88%, 92% и 88% при 20%, 50% и 100% нагрузки соответственно.

Seasonic G-550

Спецификация блока питания Seasonic G-550:

Производитель

Seasonic

Модель

G-550 (SSR-550RM Active PFC F3)

Тип

ATX12V/EPS12V

Мощность, Вт

550

Мощность по каналу 12В, Вт

540

Линий +12V

1

Мощность линий +3,3В и +5В, Вт

100

Выходы

+3.3V – 20 A,
+5V – 20 A,
+12V – 45 A,
-12V – 0,3 A,
 +5VSB – 2,5 A

PCI-E разъемов

2

SLI Ready

Да

AMD GAME!

Да

Модульный

Да

КПД

не менее 88%

Сертифицирован 80 PLUS

Gold

Коэффициент мощности (PF)

0,99

Метод компенсации коэффициента мощности

Активный

Входное напряжение, В

100-240

Частота, Гц

50/60

Входной ток, А

8-4

Размер вентилятора, мм

120

Уровень шума, дБ

-

Регулятор скорости вращения

Да

Электромагнитные безопасность и совместимость (EMI/EMC)

cUL, TUV, CE, CB, FCC

Типы защит

OPP/OVP/UVP/SCP/OCP/OTP

Соответствие RoHS (низкое содержание в припое свинца и кадмия)

Есть

Размеры (ШхДхВ), мм

150х160х86

Комплектация

Шнур питания, комплект кабелей, липкие ленты, винты крепления, наклейка

Вес, кг

1,8 кг

Гарантия

5 лет

Сайт производителя

http://www.seasonic.ru/

Упаковка и комплектация

Seasonic G-550

Блок питания поставляется в коробке из плотного картона, оформленной в белом стиле с использованием голубых, золотистых и черных элементов. Выбор белого цвета, видимо, связан с анонсом блока накануне зимы, создавая приподнято веселое зимнее настроение. Белый цвет коробки переходит через стилизованную букву G в черный,  давая понять, что в упаковке находится достойное изделие, отвечающее самым высоким требованиям. И в подтверждение этому мы видим золотистую пиктограмму, свидетельствующую, что этот блок соответствует стандарту 80 PLUS Gold.

Seasonic G-550

На боковой стороне коробки приведена спецификация блока, где указаны электрические параметры, эффективность, размеры шлейфов питания, число выходных разъемов и т.д.

Seasonic G-550

Внешний вид блока со стороны разъемов модульного подключения приведен на противоположной боковой стороне коробки. Там же мы видим, пиктограмму класса эффективности 80 PLUS Gold и QR-код, содержащий URI идентификатор сайта производителя http://www.seasonic.com.

Seasonic G-550

Нижняя сторона коробки блока содержит информацию, подчеркивающую незаурядные особенности  блока, а именно:

  • Стандарт 80 PLUS Gold в сочетании с корпоративным слоганом «Зеленые инновации электропитания вашей жизни» определяют обязательства Seasonic в конструкции и реализации самых экологически дружественных решений в области электропитания;
  • Отдельные высокоэффективные и стабильные преобразователи по линиям +5В и +3,3В, позволяющие максимально увеличить отдачу от линии +12В;
  • Жесткая эксплуатационная стабилизация напряжений выходных линий, не выходящая за пределы 3%;
  • Интеллектуальная система управления скоростью вращения вентилятора (S2FC);
  • Использование качественных и стабильных электролитических и полимерных японских конденсаторов для достижения наивысших параметров стабильности, надежности и долговечности;
  • Позолоченные контакты разъемов для эффективной передачи высоких токов;
  • Качественный, производительный и тихий 12 см вентилятор на двух шарикоподшипниках;
  • Сверхэффективная вентиляционная решётка (структура медовых сот);
  • Поддержка Multi-GPU конфигураций;
  • Универсальное напряжение питания (100-240 В);
  • 5-летняя гарантия, подтверждающая наивысшее качество.

Seasonic G-550

Комплектация блока питания Seasonic G-550 Gold включает:

  • Набор модульных кабелей;
  • Четыре винта;
  • Наклейку;
  • Краткую инструкцию;
  • Комплект стяжек;
  • Три ленты «липучки»;
  • Шнур питания.

Seasonic G-550

Разъемы для питания материнской платы (20+4-контактный разъем и 4+4-контактный разъем) распаяны непосредственно к блоку питания.

Seasonic G-550

Подключение периферийных устройств осуществляется с помощью удобных гибких шлейфов. В зависимости от конфигурации компьютера, нужные разъемы подключают к блоку, позволяя избежать избыточного нагромождения,  как внутри блока питания, так и внутри системного блока.

Seasonic G-550

Панель модульных разъемов выполнена в один ряд. Разъемы, хоть и не маркированы, однако неверно подключить модульный кабель не выйдет, поскольку они имеют разную форму. Кабеля садятся на защелках, очень плотно, без зазоров и люфтов.

Разъемы и длина проводов кабелей блока питания Seasonic G-550:

Типы разъемов

Количество

Длина проводов до разъема (разъемов), см

20+4-контактный разъем питания

1

55

4+4-контактный разъем питания

1

55

6+2-контактный разъем PCIE

2

60

Два разъема PATA

1

30-40

Три разъема PATA

1

40-50-65

Четыре разъема SATA

1

40-50-65-80

Два разъема SATA

1

30-40

Переходник с PATA на FDD

1

15

Seasonic G-550

Корпус блока питания Seasonic G-550 покрыт качественной краской черного цвета и имеет слабо пачкающуюся матовую поверхность. Вентилятор находится за панелью с достаточно крупными ячейками. Размеры у этого блока питания стандартные, как и у большинства блоков питания для настольных ПК - 150х160х86 мм.

Seasonic G-550

На задней панели блока питания расположен разъем для подключения сетевого шнура и выключатель сетевого напряжения.

Seasonic G-550

На этикетке блока питания Seasonic G-550 указываются все основные характеристики. Мощность линии +12В составляет 540 Вт, что для решения мощностью 550 Вт является отличным показателем. Суммарная мощность каналов +3,3В и +5В составляет 100 Вт, чего будет достаточно даже для питания производительной конфигурации. Также из сведений, представленных на этикетке, можно отметить относительно большую мощность линии дежурного питания равную 12,5 Вт, широкий диапазон входных напряжений от 100 до 240 В, что позволяет использовать его в странах с разными стандартами питания, а также отказаться от внешних стабилизаторов напряжения в сети.

Поскольку выпускаемые компанией Sea Sonic Electronics блоки Seasonic G-550 и Seasonic X-560 Gold имеют схожие характеристики, принадлежат одному классу экономичности 80 PLUS Gold, используют одинаковую схемотехнику, то будет интересно разобраться, в чем они отличаются как в реализации готовых изделий, так и подробных характеристиках.

Seasonic G-550

Верхняя крышка источника питания Seasonic G-550 снимается вместе с вентилятором, после выкручивания четырех винтов.

Seasonic G-550

В качестве элемента активной системы охлаждения используется 120 мм вентилятор ADDA (AD1212MB-A70GL). В модели AD1212MB-A70GL,  как ранее отмечалось, используется два шарикоподшипника качения. Напомним, что в блоке Seasonic X-560, использовался вентилятор Sanyo Denki San Ace 120 (San Ace 9S1212F404). Видим, что в блоке Seasonic G-550 вентилятор рассчитан на больший ток и может обеспечить больший воздушный поток, возможно, сопровождающийся большим шумом на максимальных оборотах. По субъективным ощущениям можно отметить практически полное отсутствие «рокот» шума, который сопровождает дешевые модели вентиляторов при переключении фаз двигателя.  

Наконец, мы подошли к самой интересной части обзора - к устройству и схемотехнике блока.

Seasonic G-550

Конструктив блока питания

Блок питания Seasonic G-550 выполнен по блочно-модульной конструкции. На главной (назовем ее материнской) плате, с использованием двухстороннего монтажа, смонтированы основные силовые элементы и модули. Такой конструктив позволил лучше разнести элементы управления и элементы силовых высоковольтных и низковольтных частей, облегчив доступ к элементам в случае проведения ремонтных работ, улучшил их охлаждение. Габаритные мощности индуктивных элементов соответствуют заявленной мощности блока.

Схемотехника блока питания

Основной преобразователь блока питания Seasonic G-550 выполнен по двухтактной полумостовой схеме на двух силовых транзисторах. Такое решение успешно используется как основное в блоках питания PC на протяжении уже нескольких десятилетий. Отличается простотой, надежностью и малой стоимостью. Наличие последовательного резонансного LC контура, включенного последовательно с первичной обмоткой трансформатора к выходу силовых ключей, позволяет отнести этот преобразователь к классу резонансных. Как известно, «резонансная» схемотехника даёт возможность минимизировать потери при переключении силовых ключей, позволяя повысить экономичность и надежность силовой части. Однако  необходимо заметить, что такие блоки имеют дополнительный мощный LC контур, в котором «гуляют» большие реактивные токи и напряжения, что требует особой тщательности при проектировании и реализации. Напряжение линии +12В формируется на выходе основного силового преобразователя, где вместо привычных диодов Шоттки, используется синхронный выпрямитель на полевых транзисторах, который позволяет сократить потери в наиболее критической части. К хорошо стабилизированной линии +12В подключено два VRM, в которых формируются напряжения для линий +5В и +3,3В. В этих VRM используется классический широтно-импульсный принцип регулирования. Для уменьшения потерь силовые ключи этих VRM также выполнены на полевых транзисторах.

Seasonic G-550

На входе блока, как и положено качественным решениям, присутствует сетевой EMI-фильтр, который состоит из трех катушек на ферритовых кольцах (две синфазные и одна дифференциальная), шести Y-конденсаторов и одного X-конденсатора.  Часть элементов фильтра распаяны на отдельной плате-модуле, которая смонтирована на сетевом разъеме, а часть – непосредственно на материнской плате блока. Такое разделение элементов EMI-фильтра и экранировка модуля EMI-фильтра позволили лучше «погасить» ВЧ помехи из сети и из блока в сеть. В блоке Seasonic X-560 вместо платы-модуля, используется полностью экранированный готовый фильтр-блок, как более дорогое и надежное решение. В блоке питания Seasonic G-550 отсутствует реле, полностью снимающее напряжение с силовой цепи в выключенном или спящем состоянии компьютера.

Во входном выпрямителе используется одна диодная сборка GBU10JL (10А), смонтированная на отдельном радиаторе, вместо двух GBJ1506 по 15А каждая, как в блоке Seasonic X-560. Видим, что в блоке серии X, выпрямитель способен выдержать намного больший ток (10А против 30А).

Активный модуль PFC, выполненный по схеме обратноходового преобразователя, позволяет повысить входное напряжение на входном накопительном конденсаторе и снизить на нем пульсации удвоенной частоты сети.

Seasonic G-550

Силовые элементы Active PFC смонтированы на отдельном массивном радиаторе, они содержат пару силовых ключей, выполненных на полевых транзисторах, и диод.

Силовые элементы активного модуля PFC блока Seasonic G-550 представлены двумя SPP20N60C3 MOSFET транзисторами, каждый из которых имеет такие характеристики: 20,7 A при 25ºC или до 13,1 A при 100ºC в «статике» или 62,1 A при 25ºC в импульсном режиме. Сопротивление открытого канала всего 190 mΩ.

Для сравнения в блоке Seasonic X-560 используется три IPP60R190C6 MOSFET транзистора, каждый из которых способен коммутировать токи 20,2 A при 25ºC или до 12,8 A при 100ºC в «статике» или до 59 A в импульсе при 25ºC. Сопротивление открытого канала 190 mΩ.

Хотя в блоках Seasonic G-550 и X-560 в Active PFC используются разные полевые транзисторы, они имеют схожие характеристики, тем не менее, в блоке Seasonic X-560 на один транзистор больше, а значит, в целом, потери в этом узле будут на 30% меньше и запас на столько же больше, чем в Seasonic G-550 (40 А, 95 mΩ против60 А, 63 mΩ).

Преобразователь Active PFC блока Seasonic G-550 работает на частоте 62 кГц.

Seasonic G-550

Также, как и в блоке Seasonic X-560, используются высококлассные накопительные конденсаторы известной компании Nippon Chemi-Con емкостью 390 мкФ, рассчитанные на напряжение 420 В и температуру 105°С. Напомним, в блоке Seasonic X-560 используется два конденсатора, емкостью 330 мкФ, соединенных параллельно. Итак, отличие по входным емкостям следующее: 390мкФ против 660мкФ. Хотя в блоке Seasonic G-550 емкость меньше, чем в Seasonic X-560, но будем помнить, что она соответствует двум последовательным по 800 мкФ в обычных серийных блоках питания PC.

Seasonic G-550

Контроллер PFC распаян на отдельной плате, на которой также смонтирован контроллер основного преобразователя. Контроллер PFC для Seasonic G-550 ICE3PCS01 в то время как в Seasonic X-560 использовался NCP1654.

В основном преобразователе Seasonic G-550 используются силовые ключи на двух MOSFET транзисторах FDP18N50. Каждый транзистор может коммутировать до 18 A при 25ºC или 10,5 A при 100ºC в открытом «статическом» режиме или до 72 A при 25ºC в импульсном. Сопротивление в открытом состоянии 220 mΩ. В блоке питания Seasonic X-560 используются силовые ключи также на двух MOSFET транзисторах IPP60R190C6 (20 A при 25ºC или 14 A при 100ºC, 72 A при 25ºC, 190mΩ). Видим, что транзисторы в силовой части основного преобразователя в обоих блоках отличаются не сильно.

При минимальной нагрузке основной преобразователь работает на частоте 110 кГц. При увеличении нагрузки частота понижается в сторону резонансной частоты LC контура, включенного последовательно с входной обмоткой трансформатора. Например, при нагрузке 60 Вт частота понижается до 100 кГц. Рассчитанная резонансная частота с учетом индуктивных и емкостных элементов цепи составляет 58 кГц.

Видим, что регулирование осуществляется со стороны высоких частот (при малой нагрузке) в сторону низкой частоты (при повышении нагрузки). При этом на малых мощностях эквивалентная нагрузка резонансного преобразователя будет представлять индуктивный характер, а при увеличении мощности будет постепенно приближаться к активной. Индуктивный характер нагрузки, хоть и вызывает потери при переключении силовых ключей, однако, при малых мощностях коммутируемые токи также малы. При повышении нагрузки потери при переключении силовых ключей будут уменьшаться благодаря «резонансной» схемотехнике.

В основном преобразователе используется резонансный контроллер, выполненный на микросхеме ICE2HS01G, в то время как в Seasonic X-560 использовался CM6901.

Seasonic G-550

Напряжение наиболее критичной линии +12В формируется синхронным выпрямителем, выполненным на полевых транзисторах, которые распаяны с обратной стороны материнской платы блока.

Seasonic G-550

Такой конструктив позволяет охлаждать их и от корпуса блока и от впаянных радиаторов. В блоке питания Seasonic G-550 используется по одному MOSFET транзистору (PSMN2R6-40YS) на плечо выпрямителя с такими основными характеристиками: рабочий ток до 100 A при 100ºC в статическом режиме, или до 651 A при 25ºC в импульсном, сопротивление открытого канала до 5,3 mΩ. Для сравнения, в блоке питания Seasonic X-560 используется по два соединенных параллельно MOSFET транзистора на плечо, с рекордно малым сопротивлением во включенном состоянии. Каждый из них способен коммутировать рабочий ток до 90 A при 25ºC или до 87 A при 100ºC в «статике» или до 400 A при 25ºC в импульсе, с сопротивлением открытого канала всего 3,6 mΩ! Сравнительные нагрузочные характеристики выпрямителя по линии +12В для этих блоков, можно выразить: 200А, 2.65mΩ против 360А, 0,9mΩ. Удвоение токов (переполовинивание сопротивлений) связано с тем, что работают два плеча выпрямителя двухтактной схемы. И здесь мы видим очень большие отличия. Трехкратная разница в сопротивлении открытого канала! Это значит, что потери будут в три раза меньше на этом участке. Но интересно также оценить максимальный ток через открытый канал, при котором падение составит типичное 0,4 В для 12 В диодов Шоттки, применяемых в стандартных блоках PC. Токи для этих блоков составят  150 А у Seasonic G-550 и 444 А у Seasonic X-560. При таких токах целесообразность сложного синхронного выпрямителя на полевых транзисторах отпадает и можно воспользоваться обычным – на диодах Шоттки.

Также хотелось бы подробно остановиться на сглаживающем дросселе, который устанавливают в обычных блоках, между выпрямителем и сглаживающими выходными конденсаторами линии +12В. В стандартных блоках этот узел выполнен на специальном ферримагнитном (альсиферовом) кольце в виде многообмоточного дросселя. Вспомним хотя бы блоки базовой серии Seasonic, в некоторых моделях этот дроссель намотан лицендратом (многожильный провод, каждая тонкая жила изолирована). И здесь мы видим самую высокую тщательность, но разработчики Seasonic на этом не остановились. В блоках наивысшего класса используется не кольцевой сердечник, а Ш-образный ферритовый сердечник с немагнитным зазором, что позволило еще сократить потери не только в проводе обмотки, но и в сердечнике. Именно сокращение потерь в сердечнике позволяет повысить эффективность блока в области малых нагрузок. В блоке Seasonic G-550 его функцию выполняет резонансный дроссель, включенный последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора. Дроссель и первичная обмотка силового трансформатора выполнены лицендратом.

Напряжение линий +5В и +3,3В формируется понижающим преобразователем ШИМ, выполненным в обоих блоках на контроллере APW7159. В блоке питания Seasonic G-550 этот преобразователь работает на частоте 154 кГц. Добиться столь высокой частоты преобразования удалось благодаря низкому входному напряжению (+12В) этого узла, что позволило снизить габаритные размеры дросселей, а значит добиться высокой эффективности. Силовые ключи и ШИМ-контроллер смонтированы на отдельной малогабаритной плате. Схемотехника этого узла хорошо отработана, поскольку такой же модуль можно увидеть и в других блоках Seasonic.

Seasonic G-550

Реализован компактный преобразователь на 100 Вт с помощью семи силовых ключей на MOSFET транзисторах IPD060N03L G, каждый из которых способен коммутировать до 50 A при 100ºC в «статике» и до 35 0A при 25ºC в импульсе, сопротивление открытого канала до 6 mΩ. Причем для канала +5В используется четыре транзистора, а для канала +3,3В – три. Для сравнения в блоке питания Seasonic X-560, используются все те же силовые транзисторы, но по четыре на каждую линию, что говорит о практически идентичном конструкторском решении. Невзирая на  малогабаритность этого понижающего преобразователя, все же он не обладает 100% КПД, а значит, он греется. И экстремально малый размер платы (а значит и рассеиваемой тепловой энергии), видимо, и ограничил мощность этих каналов на уровне 100 Вт в Seasonic G-550, против 125 Вт для блока питания Seasonic X-560.

Seasonic G-550

Оба канала линий +3,3В и +5В хоть и выполнены на одной микросхеме - контроллере (APW7159), однако, ШИМ этих линий работают в противофазе, повторяя идею многофазного VRM на материнских платах и видеокартах. Это позволило повысить вдвое частоту преобразования по отношению к входу (при равномерной загрузке этих линий), т.е. свести к минимуму помехи, наводимые в линию +12В этим узлом.

Зеленым цветом представлена осцифолограмма линии +3,3В и желтым для линии +5В. Коэффициенты заполнения составляют 27,16% и 41,98% соответственно. Интересно, что коэффициенты заполнения не меняются при подключении нагрузки к этим линиям, что конечно согласуется с основами электродинамики. Это говорит о важности жесткой стабилизации напряжений, которые подаются с выхода блока питания потребителям.

Seasonic G-550

Выходы линии +12В, +5В и +3,3В прекрасно отработаны сглаживающими высококачественными японскими электролитическими и полимерными конденсаторами, которые рассчитаны на температуру до 105ºC. Но с таким высоким общим КПД блока столь высокие температуры в нормальных эксплуатационных условиях просто недостижимы. Тут нечему так сильно греться!

Seasonic G-550

Всевозможные заявленные защиты по напряжению, току и температуре отрабатывает контроллер PS223, который смонтирован на отдельной дочерней плате. Такой же контроллер, только в другом корпусе, используется и в Seasonic X-560.

Seasonic G-550

Напряжение линии +5В SB. И здесь мы видим параноидальную гонку за эффективностью.

Как вам нравится использование квазирезонансного контроллера ICE2QR1765 со встроенной системой PFC и силовым ключом? Понятно, что и здесь ничего не греется, а потому и отсутствуют радиаторы. Реализация этого узла всего на одной микросхеме, конечно же, упростила конструкцию, повысила надежность и облегчила настройку блока питания.

Анализ конструкции, схемотехники и реализации блока питания показал, что в Seasonic G-550 используется резонансная схемотехника, такая же, как и в Seasonic X-560. Также видно, что были предприняты меры для понижения цены блока, но в критически важных участках, мы видим, что используются элементы с хорошим запасом. Интересно также, как это повлияло на параметры блока, ведь сильно экономить нельзя, иначе мы не впишемся в 80 PLUS Gold.

Отобразить одной страницей

Следующая страница >>


Социальные комментарии Cackle
Поиск по сайту
Почтовая рассылка
facebook vk YouTube
google+ twitter rss

Сейчас обсуждают

top10

ТОП-10 Материалов

  1. Современные блоки питания ATX и их характеристики
  2. Обзор и тестирование блока питания CHIEFTEC PROTON BDF-500S: новый бронзовый век
  3. Обзор и тестирование блока питания Vinga VPS-550G: готовьтесь удивляться
  4. Обзор и тестирование блока питания ZALMAN ZM700-TX 700W
  5. Обзор и тестирование блока питания GAMEMAX GM-500
  6. Обзор и тестирование блока питания GIGABYTE PB500: новичок со старой начинкой
  7. Обзор и тестирование источника бесперебойного питания Powercom SPIDER SPD-1000N: в помощь офисным сотрудникам
  8. Обзор и тестирование блока питания ENERMAX Revolution X’t II 550W
  9. Обзор и тестирование блока питания CHIEFTEC GPS-700A8
  10. Обзор и тестирование блока питания Thermaltake TR2 700W GOLD

vote

Голосование