Обзор и тестирование серверного блока питания Seasonic SS-500L2U Active PFC

В этом обзоре мы рассмотрим модель высокоэффективного источника питания Seasonic SS-500L2U Active PFC форм-фактора 2U для серверов и индустриальных систем. Раньше мы уже тестировали «одноюнитовые» модели Seasonic SS-300M1U Active PFC (300 Вт) и Seasonic SS-350M1U Active PFC (350 Вт). Отличительной чертой всех этих блоков питания является соответствие стандарту эффективности 80 PLUS Gold, что особенно ценно при использовании их в серверных системах. Кроме того, использование более мощного источника питания Seasonic SS-500L2U Active PFC (500 Вт) позволит подключить несколько лишних винчестеров, приводов и других устройств, что довольно актуально при постройке больших стоечных серверов.

«Одноюнитовые» решения Seasonic SS-300M1U Active PFC и Seasonic SS-350M1U Active PFC показали довольно хорошие результаты при тестировании. Посмотрим, сможет ли «двухъюнитовая» модель Seasonic SS-500L2U Active PFC продемонстрировать то же самое.

Спецификация блока питания Seasonic SS-500L2U Active PFC:

Производитель	SeaSonic Electronics
Модель	SS-500L2U Active PFC
Тип	EPS12V
Номинальная мощность, Вт	500
Мощность по каналу 12В, Вт	480
Мощность линий +3,3V и +5V, Вт	100
Линий +12V	2 «виртуальные»
Выходы	+3.3V – 20A,  +5V – 20A,  +12V1 – 20 A,  -12V – 0,3 A,  +5VSB – 2,5 A
PCI-E разъемов	1 (6+2-контактный)
SLI Ready	Нет
CrossFireCertified	Нет
Модульный	Да
КПД	>87%
Сертифицирован 80 PLUS	Gold
Коэффициент мощности (PF)	99%
Метод компенсации коэффициента мощности	Активный
Входное напряжение, В	100–240
Частота, Гц	50–60
Входной ток, А	8 – 4
Размер вентилятора, мм	60 х 60 х 25
Регулятор скорости вращения вентилятора	Есть
Уровень шума, дБ	до 20
Электромагнитные безопасность и совместимость (EMI/EMC)	CB, TUV, CUL, CE, FCC, С-tick
Защиты	UVP, OVP, SCP, OPP, OCP, OTP
Соответствие RoHS (низкое содержание в припое свинца и кадмия)	Есть
Размеры (ДхШхВ), мм	245х100х70
Комплектация	Нет
Вес, кг	-
Ресурс (в режиме полной загрузки, при25⁰ С окружающей среды), часов	>100000
Гарантия	3 года
Сайт производителя	http://www.seasonic.ru/

Поскольку блок питания Seasonic SS-500L2U Active PFC поставляется в OEM-версии, то в комплекте с ним отсутствует сетевой шнур питания, что нужно будет учесть при покупке. Сам блок питания находится в отдельном полиэтиленовом пакете, предохраняющем его от возможных повреждений. На верхней крышке корпуса производитель поместил этикетку с техническими характеристиками продукта. Также здесь находится стикер с серийным номером и наклейка, напоминающая о том, что вентилятор блока питания может не вращаться, если нагрузка не превышает 50%. Рядом с этикеткой с техническими данными сделаны вентиляционные отверстия.

На задней панели производитель поместил справа разъем для подключения сетевого шнура питания, а слева – вентилятор для охлаждения блока питания. Кнопка включения/выключения питания отсутствует.

Для улучшения циркуляции воздуха передняя панель сделана в виде решетки. Также здесь размещены модульные разъемы для подключения проводов источника питания.

Вместе с блоком Seasonic SS-500L2U Active PFC в комплекте идут три шлейфа проводов питания. Все доступные типы разъемов, а также длина проводов приведены в таблице:

Типы разъемов	Количество	Длина проводов до разъема (разъемов), см
24-контактный разъем питания	1	45
8-контактный разъем питания	1	45
4+4-контактный разъем питания	1	45
6+2-контактный разъем PCIE	1	60
два разъема PATA	1	35-50
два разъема PATA	1	45-60
разъем для периферийных устройств PATA и разъем для FDD	1	45-60
два разъема SATA	2	45-60

Основной разъем питания имеет 24-контактное исполнение. Для дополнительного питания предусмотрено два 8-контактных разъема: один из них выполнен в разборном (4+4-контактном) виде, другой – в неразборном.

Интересно, что в блоке питания Seasonic SS-500L2U Active PFC присутствует разъем PCIE для подключения современных видеокарт. Причем 6+2-контактное исполнение намекает на возможность подключения видеокарты топ-уровня.

Рядом с вентиляционными отверстиями производитель поместил этикетку с техническими характеристиками. Как видим, мощность канала +12В составляет 480 Вт; линии +3,3В и +5В имеют максимальную суммарную мощность 100 Вт и способны выдержать нагрузку по 20 А каждая.

Данный блок питания рассчитан на большой диапазон входного напряжения, который равняется 100-240 В. Этот факт особенно важен при работе от «плохой» сети или при отсутствии/отказе источника бесперебойного питания

По энергоэффективности блок питания Seasonic SS-500L2U Active PFC соответствует стандарту 80 PLUS Gold, на что указывает соответствующее изображение на этикетке. Напомним, что блоки питания «проходят» по стандарту 80 PLUS Gold, если их КПД при нагрузках 20%, 50% и 100% не опускается ниже 88%, 92%, 88% соответственно.

А теперь более детально рассмотрим внутреннее строение источника питания Seasonic SS-500L2U Active PFC.

Как всегда, вначале рассмотрим активную часть системы охлаждения – вентилятор производства компании SANYO DENKI, модель SanAce 60 9S0612F402. Данный вентилятор способен обеспечить довольно неплохой воздушный поток, как для своих размеров и мощности - до 17,3 CFM (кубических футов в минуту). К сожалению, нигде в технической документации не указано, какой тип подшипника здесь используется.

Спецификация:

Вентилятор	SANYO DENKI SanAce 60 9S0612F402
Тип подшипника	-
Напряжение питания, В	12
Ток, А	0,08
Мощность, Вт	0,96
Скорость вращения, об/мин	3300
Воздушный поток, CFM	17,3
Уровень шума, дБ	до 20
Размеры, мм	60 х 60 х 25
Вес, г	55

Первое, что бросается в глаза после открытия крышки корпуса – очень компактная компоновка, свойственная серверным блокам питания. В принципе схема размещения основных узлов повторяет архитектуру менее мощных решений форм-фактора 1U производства SeaSonic Electronics, таких как Seasonic SS-300M1U Active PFC и Seasonic SS-350M1U Active PFC, но есть и ряд отличий.

Высокочастотные помехи, излучаемые в сеть блоком питания, сглаживаются при помощи EMI-фильтра. Все его элементы, такие как X- и Y-конденсаторы, варистор и две дроссельные катушки, размещены на главной печатной плате. Компоненты фильтра надежно изолированы резиновыми «чехлами», а контакты залиты токонепроводящим клеем.

У самого края платы находится выпрямляющий диодный мост. К сожалению, из-за плотности компоновки элементов, невозможно рассмотреть его номинал. Отметим, что для охлаждения диодной сборки используется отдельный алюминиевый радиатор.

В качестве сглаживающего элемента сетевого питания во входной цепи используются два подключенных параллельно электролитических конденсатора производства известной японской компании Rubycon, емкостями 270 мкФ и 180 мкФ, рассчитанные на напряжение 420 В и температуру 105⁰С.

У края главной печатной платы расположены элементы APFC (Active PFC). Рядом со сглаживающими конденсаторами входной цепи распаян дроссель APFC, а сразу за ним, на радиаторе, закреплены силовые элементы APFC: два полевых транзистора и один диод. Выходы дроссельной катушки APFC надежно изолированы с помощью токонепроводящего клея. Для охлаждения силовых ключей используется отдельный радиатор с разветвленной верхней частью.

Набор логики, который отвечает за управление работой APFC, вместе с обвязкой распаян на отдельной небольшой печатной плате.

В основе блока питания Seasonic SS-500L2U Active PFC лежит полумостовой LLC-преобразователь с синхронным выпрямлением на вторичной стороне напряжения +12В. Схема управления источника питания находится на отдельной плате, в качестве ШИМ-контроллера использован чип Infineon ICE2HS01G.

Главный трансформатор блока питания Seasonic SS-500L2U Active PFC имеет довольно большие размеры, вполне соответствующие моделям подобной мощности.

В центре основной печатной платы расположился еще один трансформатор, отвечающий за формирование линии дежурного питания +5VSB.

Низковольтная часть блока питания Seasonic SS-500L2U Active PFC построена по принципу DC-DC преобразователя. То есть формируется одна линия питания +12В, а остальные напряжения +5В и +3,3В получаются из +12В с помощью DC-DC преобразователей. Отсюда и большая заявленная производителем мощность канала +12В по сравнению с общей мощностью источника питания – 480 Вт.

Схема, где осуществляется преобразование напряжений +5В и +3,3В, ,реализована на отдельной печатной плате. Тут же расположены дроссели и конденсаторы для сглаживания пульсаций выходных напряжений питания. Примечательно, что в схеме фильтрации электрических цепей линий питания +5В и +3,3В используются твердотельные конденсаторы.

Контроль выходных линий питания в Seasonic SS-500L2U Active PFC реализован за счет четырехканальной микросхемы мониторинга PS223, которая, по спецификации, обеспечивает защиту от превышения или понижения напряжения на линиях +12В, +5В и +3,3В и защиту от перегрузки этих каналов. Она также отвечает за защиту от перегрева блока питания.

Тестирование

Кросс нагрузочные характеристики

При прохождении тестов КНХ напряжение питания по линии +3,3В изменялось в пределах от -4% до +1%, что можно считать довольно хорошим результатом.

Напряжение на линии +5В отклонялось в еще меньшем диапазоне - от +1% до +3%.

Линия +12В при прохождении тестов КНХ показала наилучшие результаты. Напряжение менялось лишь в пределах от +1% до +2%.

Шумы и пульсации во всем диапазоне напряжений

Пульсации на линии +3,3В довольно небольшие, в среднем они равны 27 мВ.

Пульсации на линии +5В при разных нагрузках также находятся в пределах допустимых норм. Здесь их средний уровень составляет 35 мВ.

Пульсации на линии +12В в очень хорошем состоянии, в среднем составляя лишь 42 мВ.

Дежурная линия питания +5 VSB

Состояние дежурной линии питания блока питания Seasonic SS-500L2U Active PFC очень хорошее. В зависимости от нагрузки напряжение на дежурной линии питания изменяется в пределах от 5,11 В до 5,05 В.

PFC

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

Нагрузка, Вт	50	100	150	250	350	400	450	500
Нагрузка*,%	10	20	30	50	70	80	90	100
PFC	0,77	0,90	0,95	0,97	0,98	0,99	0,99	0,99

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

Модуль коррекции коэффициента мощности блока питания Seasonic SS-500L2U Active PFC хорошо справляется со своей задачей. Максимальный зафиксированный коэффициент, уже при достижении нагрузки 400 Вт, составлял 0,99.

КПД

Тест реальной эффективности при разных нагрузках подтвердил соответствие блока питания Seasonic SS-500L2U Active PFC стандарту 80 PLUS Gold для напряжения 230 В. Как видно из графика, при нагрузках 20% и 100% от номинальной мощности КПД блока питания превышает 88%, а при 50% нагрузке – КПД больше 92%.

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 составлялаприблизительно 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 250 Вт источник питания Seasonic SS-500L2U Active PFC работает бесшумно (вентилятор не вращается). При нагрузке на блок питания в пределах от 300 Вт до 400 Вт, вентилятор создает средний уровень шума. При дальнейшем увеличении нагрузки на Seasonic SS-500L2U Active PFC вплоть до максимального значения (500 Вт), шум становится хорошо заметным, по слуховым ощущениям – «выше среднего».

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 320 Вт. Показателем работоспособности являлась величина выходных напряжений.

Напряжение сети	240 В	220 В	200 В	180 В	160 В	140 В	120 В	100 В
+3,3В	3,35	3,35	3,35	3,34	3,34	3,34	3,34	3,34
+5В	5,18	5,18	5,18	5,17	5,17	5,17	5,17	5,17
+12В	12,30	12,30	12,30	12,30	12,29	12,29	12,29	12,29

Изменяя напряжение входного питания от 100 В до 240 В, мы установили, что блок питания Seasonic SS-500L2U Active PFC стабильно работает во всем заявленном в спецификации диапазоне напряжений.

OverLOAD

При повышенной нагрузке блок питания Seasonic SS-500L2U Active PFC показал хорошие результаты. Защита по перегрузке срабатывала при достижении мощности 620 Вт, а при 610 Вт блок еще работал, обеспечивая стабильное напряжение на выходе. Как видим, данный блок питания способен, как минимум, кратковременно выдержать еще 22% сверх полной нагрузки, что может положительно сказаться при использовании его в серверах.

Практические испытания на реальной конфигурации

Для построения реальной компьютерной системы мы использовали имеющийся в наличии процессор Intel Core 2 Quad Q9550, разогнанный до частоты 3,7 ГГц с поднятием напряжения до 1,36 В. В подобном режиме работы этот процессор можно сопоставить с любым из наиболее мощных современных процессоров. В качестве видеоускорителя мы использовали видеокарту ZOTAC GeForce GTX 480 AMP!, которую по праву можно считать самой «прожорливой» среди современных видеокарт.

Материнская плата	ZOTAC nForce 790i-Supreme (NVIDIA nForce 790i Ultra SLI)
Процессор	Intel Core 2 Quad Q9550 (LGA775, 2,83 ГГц, L2 2х6 МБ) @3,7 ГГц
Кулер	Noctua NH-U12P
Оперативная память	2x DDR3-1333 1024 MБ Transcend PC6400
Видеокарты	ZOTAC GeForce GTX 480 AMP!
Жесткий диск	Samsung HD080HJ 80 ГБ 7200rpm 8 МБ SATA-300
Корпус	SpireSwordFin SP9007B с двумя 120 мм вентиляторами
Ваттметр	SeasonicPowerAngel
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 тестированияобщее 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-500L2U Active PFC		Seasonic X-560 Gold		FSP HEXA AXE550
Режим	Величина, В	Отклонение, %	Величина, В	Отклонение, %	Величина, В	Отклонение, %
+12V
Idle	12,31	+2,6	12,31	+2,6	12,31	+2,6
Burn	12,30	+2,5	12,30	+2,5	12,04	+0,3
+5V
Idle	5,18	+3,6	5,08	+1,6	4,97	-0,6
Burn	5,18	+3,6	5,09	+1,8	5,04	+0,8
+3.3V
Idle	3,37	+2,1	3,43	+3,9	3,40	+3,0
Burn	3,37	+2,1	3,43	+3,9	3,39	+2,7
	Входное энергопотребление, Вт
Idle	131		138		139
Burn	520		495		506

Блок питания Seasonic SS-500L2U Active PFC без проблем справился с довольно мощной с точки зрения энергопотребления игровой системой. Благодаря отличной схеме стабилизации, свойственной всем серверным решениям от SeaSonic Electronics, больших отклонений по основным линиям питания не замечено.

Энергопотребление в простое и в выключенном состоянии ПК

Блоки питания	Энергопотребление в режиме, Вт
	Sleep	PowerOff
Seasonic SS-500L2U Active PFC	5	4
Seasonic X-560 Gold	4	3
FSP HEXA AXE550	5	4
Seasonic S12II-520 Bronze	4	4
CHIEFTEC CTG-550-80P	5	4

Энергопотребление блока питания Seasonic SS-500L2U Active PFC в выключенном состоянии ПК и в спящем режиме соответствует показателям высококлассных источников питания стандарта ATX.

Выводы

Протестированный сегодня блок питания Seasonic SS-500L2U Active PFC еще раз подтвердил высокое качество серверных решений, которые производятся компанией SeaSonic Electronics. Источник питания Seasonic SS-500L2U Active PFC выпускается в корпусе форм-фактора 2U, вполне характерном для моделей такой мощности. Как и рассмотренные ранее «одноюнитовые» решения Seasonic SS-300M1U Active PFC и Seasonic SS-350M1U Active PFC, он также соответствует стандарту эффективности 80 PLUS Gold.

Остальные технические характеристики тоже остались на высоком уровне, в первую очередь благодаря качественной элементной базе и использованию современных узлов для получения стабильного напряжения на выходных линиях питания. Как всегда, большое внимание уделено системе охлаждения и продуманной компоновке внутри корпуса блока питания. Это позволяет избежать перегрева элементов, что очень важно для серверных комплектующих.

Что касается тестирования, то здесь Seasonic SS-500L2U Active PFC продемонстрировал отличные результаты. Даже при максимальных нагрузках не было выявлено просадок напряжения на основных линиях питания, а шумы и пульсации оставались в пределах нормы. Не будем также забывать, что данный источник питания имеет 22%-ый запас мощности. Данный факт будет очень кстати, когда, при каких-либо непредвиденных обстоятельствах, потребуется подключить несколько лишних устройств.

Из всего этого можно сделать вывод, что Seasonic SS-500L2U Active PFC – хороший выбор в качестве блока питания для серверов и индустриальных систем, где надежность и стабильность работы, а также способность выдерживать большие нагрузки, являются основными критериями.

Достоинства:

• высокий уровень КПД;
• качественная элементная база;
• модульность кабелей;
• низкие пульсации и низкие просадки напряжения на основных линиях питания при нагрузке;
• возможность работы в широком диапазоне сетевого напряжения;
• наличие запаса по мощности;
• 3 года гарантии;
• активный метод компенсации реактивной мощности.

Недостатки:

• шумная работа блока питания при максимальных нагрузках.

Автор: Сергей Мещанчук

Выражаем благодарность компании SeaSonic Electronics за предоставленный для тестирования блок питания.

Выражаем благодарность компаниям Noctua, Transcend и ZOTAC за предоставленное для тестового стенда оборудование.