Обзор и тестирование блока питания Seasonic SSE-3201PF-48

В этом обзоре мы продолжим знакомиться с промышленными встраиваемыми блоками питания от Sea Sonic Electronics. Ввиду отсутствия четкой унификации на устройства подобного рода, производителям нужно выпускать большое количество однотипных моделей с разными номиналами выходного напряжения, дабы охватить максимально широкий сегмент рынка. Мы уже успели оценить на практике 12- и 24-вольтовые решения. Теперь пришел черед познакомиться поближе и с блоками питания, на выходе которых формируется постоянное напряжение +48 В. В качестве подопытного образца была выбрана модель Seasonic SSE-3201PF-48 мощностью 321 Вт.

Спецификация:

Внешний вид

Как и все встраиваемые решения, модель Seasonic SSE-3201PF-48 поставляется в виде OEM-версии. То есть без коробки и сопутствующих аксессуаров. Корпус блока питания имеет небольшие размеры (215 х 50 х 115 мм) и полностью сделан из алюминия толщиной 2 мм. Такой нестандартный выбор материала обусловлен тем, что часть силовых элементов контактирует с его стенками, тем самым превращая его в своеобразный большой радиатор. Для циркуляции воздуха предусмотрен ряд отверстий, расположенных на крышке и боковых панелях корпуса.

Традиционно для устройств такого рода разъемы питания представлены клеммами с фиксирующими болтами. В данном случае их количество равно 11 штукам, 8 из которых используются для подачи постоянного напряжения (+48 В, -48 В).

Внутреннее устройство

В основе модели Seasonic SSE-3201PF-48 лежит обычная полумостовая схема с несколькими диодными сборками для выпрямления выходного напряжения. Такой вариант широко распространен в промышленных решениях ввиду его дешевизны и простоты реализации.

На входе устройства присутствует полноценный двухкаскадный фильтр электромагнитных помех и варистор, защищающий блок питания от всплесков напряжения в электросети. Диодный мост представлен одной сборкой и оборудован отдельным радиатором. Остальные силовые элементы (ключи главного преобразователя, модуля APFC и выпрямители во вторичной цепи) расположились по периметру печатной платы и отводят тепло на корпус блока питания. Также важной составляющей системы охлаждения является 60-мм вентилятор ADDA AD0612XB-A71GL мощностью 4,56 Вт, который основан на надежном подшипнике качения.

Накопительные конденсаторы произведены японской компанией Nippon Chemi-Con и имеют суммарную емкость, соизмеримую с мощностью самого устройства (300 мкФ). Для фильтрации пульсаций на выходах блока питания также используются только японские «банки» (от не менее известной Rubycon) и только из высокотемпературных серий (до 105°С). Все это в полной мере характеризирует щепетильный подход инженеров к подбору компонентой базы, что в свою очередь должно позитивным образом отразиться на надежности Seasonic SSE-3201PF-48, особенно в неблагоприятных условиях эксплуатации.

Выпрямление выходного напряжения осуществляется с помощью диодных сборок PFR20L200CT, которое в дальнейшем стабилизируется и фильтруется от шумов. Для управления блоком питания служит комбо-контроллер из серии CM6802. Система защит представлена тремя типами: от короткого замыкания (SCP), от повышенного напряжения на выходе (OVP) и от перегрузки (OPP). Возле клемм дополнительно установлен потенциометр, позволяющий плавно изменять выходное напряжение в пределах от +44,2 до +53,6 В.

Тестирование

Стабильность выходного напряжения питания в различных режимах работы

На всем диапазоне нагрузок выходное напряжение составляло стабильные 48,6 В. Точно такие же показатели были получены и во время эксперимента с различными значениями входного напряжения (от 100 до 250 В).

Измерение коэффициента PFC и уровня КПД

Не менее хорошо справился со своей задачей и модуль APFC: значение коэффициента PF на уровне 0,9 было зафиксировано уже при нагрузке 80 Вт, а в пике и вовсе достигло отметки 0,98.

Наибольшую эффективность Seasonic SSE-3201PF-48 продемонстрировал на отрезке 160 – 320 Вт, где КПД колебался в пределах 85% – 88%. При малых и средних нагрузках этот показатель прогнозируемо был ниже, но о каких-то критических значениях речи не шло.

Система охлаждения

Выше представлена температурная карта блока питания после 30-минутной работы под нагрузкой 280 Вт (около 87% от номинальной мощности). Как видим, нагрев всех компонентов очень низкий, что позволит использовать данную модель даже в местах с плохой вентиляцией.

Скорость вращения вентилятора постоянная (5200 об/мин) и не зависит от величины потребляемой мощности. И только при полном отсутствии нагрузки вертушка немного замедляется (до 3150 об/мин), но не останавливается. Шум во время работы блока питания находится выше среднего уровня. Однако ради справедливости следует уточнить, что для промышленного решения это далеко не самый важный фактор.

Тест на перегрузку и замеры энергопотребления в режиме простоя

Защита от перегрузки (OPP) срабатывала на отметке 350 Вт, что соответствует 9-процентной прибавке к номинальной мощности. При этом никаких перегревов или просадок выходного напряжения не наблюдалось.

Тем не менее следует помнить, что продолжительная работа блока питания при нагрузках, превышающих его номинальные возможности, может привести к более раннему выходу устройства из строя. Кроме того, проведенный нами эксперимент не является гарантией того, что и в реальных условиях эксплуатации удастся достичь таких же значений.

Энергопотребление в режиме простоя (без нагрузки) составило 13 Вт.

Выводы

Благодаря использованию простой платформы и качественных компонентов модель Seasonic SSE-3201PF-48 получилась очень сбалансированной версией промышленного блока питания с 48-вольтовой линией на выходе. Это тот случай, когда без переплаты за новейшие технологии можно получить решение с большой номинальной мощностью (321 Вт), высоким КПД (до 88%) и отличной стабилизацией выходного напряжения (отклонения на уровне 1%). Также стоит отметить возможность работы в широком диапазоне входных напряжений и наличие эффективной системы охлаждения, что значительно расширяет сферу применения данной модели.

Как всегда производитель сделал большой упор на качество и надежность устройства, о чем свидетельствует использование японских конденсаторов, полноценного фильтра электромагнитных помех, вентилятора на шарикоподшипнике и полностью алюминиевого корпуса в качестве дополнительного теплоотвода.

Даже если очень захотеть, то придраться здесь не к чему. Можно, конечно, вспомнить о шумной работе блока питания. Однако учитывая специализацию встраиваемых промышленных решений, это вряд ли стоит относить к их недостаткам.

Достоинства:

• компактные размеры;
• большая номинальная мощность (321 Вт), как для встраиваемых решений;
• сравнительно высокий КПД (до 88%) на диапазоне типичных нагрузок;
• возможность работы с перегрузками вплоть до 350 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 +44,2 до +53,6 В;
• наличие защит OVP, OPP и SCP;
• эффективная система охлаждения.

Особенности:

• промышленный блок питания с 48-вольтовой линией на выходе;
• заметный шум во время работы.

Автор: Сергей Мещанчук

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