Обзор и тестирование блока питания Seasonic X-650 (SS-650KM3)

На протяжении большого отрезка времени серия источников питания с индексом «Х» являлась флагманской в компании Sea Sonic Electronics. Лишь недавно такое почетное звание перешло к линейке Seasonic Platinum. Несмотря на это, производитель не стал концентрироваться на продвижении только «платиновых» устройств, уделяя большое внимание развитию и других серий. В частности, речь идет о моделях, соответствующих стандарту 80 PLUS Gold. В предыдущих обзорах мы уже отмечали, что в начале года компания произвела разделение «золотых» устройств на две линейки - Seasonic G и Seasonic X. Если устройства с индексом «G» еще можно считать новинками на отечественном рынке комплектующих, то блоки питания из серии «X» уже хорошо знакомы многим пользователям, причем не только в нашей стране, но и по всему миру. Поэтому вряд ли герой данного обзора, Seasonic X-650 (SS-650KM3), нуждается в особом представлении. Принадлежность его к серии Seasonic X говорит сама за себя.  

Спецификация блока питания Seasonic X-650:

 

Все цены на Sea+Sonic+SS- 650KM3

Упаковка, комплект поставки и внешний вид

Блок питания Seasonic X-650 поставляется в коробке из плотного картона, которая обеспечивает защиту от ударов и возможных механических повреждений. Производитель не стал менять традицию, использовав в оформлении упаковки качественную полиграфию, выдержанную в черно-желтых цветах. Лицевая сторона малоинформативная - здесь отмечены только номинальная мощность устройства (650 Вт) и класс энергоэффективности (80 PLUS Gold).

Традиционно больше технической информации можно обнаружить на обратной стороне коробки. Из основных особенностей отметим использование запатентованной конструкции низковольтной части (DC-DC преобразователи размещаются на плате с модульными разъемами), японских конденсаторов во всех узлах и гибридной системы охлаждения. Не лишним будет вспомнить и о 7-летнем гарантийном сроке, что вселяет надежду в высокое качество блока питания.

В Seasonic X-650 используется хорошо зарекомендовавшая себя в фирменных «платиновых» блоках питания гибридная система охлаждения под названием «S3FC». Ее основное отличие от обычной заключается в том, что до достижения определенной температуры, вентилятор не вращается вовсе, а после этого частота вращения его лопастей определяется температурой и уровнем нагрузки. То есть при малых нагрузках, в данном случае до 20% (±5%) от номинала, Seasonic X-650 абсолютно бесшумный. На практике мы уже неоднократно убеждались, что порог включения вентилятора довольно сильно смещается в сторону большей нагрузки, если внутри компьютерного корпуса присутствует активная циркуляция воздуха.

Комплект поставки модели Seasonic X-650 довольно богатый и включает все необходимое, что может понадобиться пользователю в процессе установки и подключения устройства, а именно:

• сетевой шнур питания;
• винты для крепления;
• модульные кабели, находящиеся в специальной сумочке;
• пять хомутов и три стяжки на липучках для фиксации проводов;
• наклейку с логотипом компании;
• инструкцию.

Комплект модульных кабелей не представлен на фотографии, с ним мы более детально познакомимся чуть позже.

Для лучшей защиты производитель упаковал блок питания в фирменный матерчатый мешочек с золотистым логотипом компании.

Для многих читателей дизайн Seasonic X-650 покажется довольно знакомым. Действительно, он ничем не отличается от «платиновых» моделей, причем это касается как внешнего оформления, так и размеров. Габариты Seasonic X-650 составляют 150 х 160 х 86 мм, а это значит, что данный блок питания подойдет для подавляющего большинства компьютерных корпусов. На верхней крышке, вместо обычного «гриля», установлена штампованная решетка с ячейками в виде пчелиных сот. По словам производителя, такая конструкция лучше сказывается на сопротивлении воздушному потоку. Также вентиляционные отверстия находятся и на передней стенке корпуса, а остальные панели сделаны сплошными.

На заднюю стенку вынесены разъемы для подключения кабелей питания. Все они имеют модульный дизайн, включая даже те, что используются для питания материнской платы и процессора. Такое техническое решение позволяет заметно упростить подключение комплектующих внутри компьютерного корпуса. Кроме того, все разъемы подписаны и имеют разную конструкцию, что исключает вариант использования какого-либо кабеля для подсоединения не того устройства.

Справа вверху находится тумблер, с помощью которого осуществляется выбор режима работы системы управления скоростью вращения вентилятора. Это может быть или гибридный режим (Hybrid), когда вентилятор функционирует по схеме описанной выше, или обычный режим (Normal) - вентилятор вращается всегда, даже при минимальной нагрузке. То есть пользователь сам может определить, какой вариант является более предпочтительным в его случае. Например, режим Normal будет полезен, если блок питания заведомо эксплуатируется в среде с повышенной температурой.

Отсоединяемые кабели сделаны в виде шлейфов, что позитивным образом сказывается на удобстве работе с ними. Основной 20+4-контактный разъем питания ATX выполнен в разборном виде. Для дополнительного питания процессора предусмотрены два коннектора ATX12V: 8-контактный и 4+4-контактный.

Питание к видеокартам подводится через четыре 6+2-контактных разъема, что позволит подключить даже два «топовых» видеоускорителя без использования сторонних переходников. Для 650-ваттных блоков питания - это редкость.

Все доступные типы разъемов, а также длина проводов приведены в таблице:

Набор модульных кабелей, конечно, впечатляет. Такое же количество проводов мы видели и в «платиновом» Seasonic Platinum 660. Приятно, что по многим пунктам «младшая» линейка блоков питания ничем не уступает «топовой» серии.

На одной из боковых стенок находится этикетка с техническими характеристиками. Мощность канала +12В составляет 648 Вт, что практически полностью соответствует номинальной мощности блока питания. Как и в большинстве качественных решений с высоким уровнем КПД, канал +12В выполнен в виде одной линии, а не разделен на несколько «виртуальных», и рассчитан на большую нагрузку - 54 А. Линии +3,3В и +5В имеют максимальную суммарную мощность 125 Вт и способны выдержать нагрузку по 25 А каждая, чего будет более чем достаточно для современных комплектующих.

По энергоэффективности модель Seasonic X-650 соответствует стандарту 80 PLUS Gold, на что указывает соответствующее изображение на этикетке. Напомним, что блоки питания стандартизируются 80 PLUS Gold, если их КПД для напряжения 230В при нагрузках 20%, 50% и 100% не опускается ниже 88%, 92% и 88% соответственно.

Также стоит отметить широкий диапазон входных напряжений - от 100 до 240В, что позволяет отказаться от внешних стабилизаторов напряжения питания в условиях нестабильной электросети.

Внутреннее устройство

Процесс разборки Seasonic X-650 довольно простой, нужно всего лишь открутить четыре крепящих винта на верхней крышке. Правда, в этом случае вы рискуете потерять гарантию на сам блок питания. Об этом также напоминает стикер, наклеенный на одном из винтов.

Для охлаждения внутренних компонентов этой модели используется 120-мм 7-лопастный вентилятор SANYO DENKI San Ace 120 9S1212F404, основанный на шарикоподшипнике. Он отлично себя зарекомендовал в «платиновых» решениях, поэтому выбор его в качестве активной части системы охлаждения вполне оправдан.

Технические характеристики вентилятора SANYO DENKI San Ace 120 9S1212F404:

Для оптимизации воздушных потоков внутри блока питания к вентилятору прикреплена небольшая прозрачная пластиковая пластина.

В Seasonic X-650 используется прогрессивная платформа собственной разработки компании под названием «KM3». На ней построены почти все модели из серии Seasonic Platinum, которые продемонстрировали отличные результаты во время тестирования. Поэтому есть все предпосылки и здесь увидеть хорошие показатели. Для сравнения приводим фотографию внутреннего устройства блока питания Seasonic Platinum 660:

Видно, что компоновка основных узлов осталась та же. Давайте посмотрим, есть ли изменения в элементной базе по сравнению с «платиновой» 660-ваттной моделью.

На входе установлен фильтр для сглаживания высокочастотных помех, излучаемых в сеть блоком питания. Традиционно он разделен на две части: одна расположена возле клемм сетевой розетки и экранирована с помощью металлической фольги, вторая находится на главной печатной плате. EMI-фильтр включает все необходимые компоненты (шесть Y- и три Х-конденсатора, три ферритовых катушки и варистор), поэтому можно с уверенностью говорить, что со своей задачей он будет справляться на отлично.

Выпрямительный мост состоит из двух диодных сборок GBJ1506, которые охлаждаются отдельным радиатором. Рядом расположен еще один узел, без которого трудно представить качественный современный блок питания - активный модуль коррекции коэффициента мощности (APFC). Работой APFC управляет ШИМ-контроллер NCP1654. Он распаян на небольшой печатной плате возле конденсаторов высоковольтной цепи.

Силовая часть APFC включает диод Шоттки SiC SCS106AG и пару полевых транзисторов Infineon 5R250P с низким сопротивлением открытого канала (всего лишь 0,250 Ом). Для их охлаждения также предусмотрен отдельный радиатор, но на этот раз, значительно больших размеров.

Входные конденсаторы такие же, как и в блоке Seasonic Platinum 660. Причем совпадает не только название производителя (японская компания Nippon Chemi-Con), но и номинал элементов (220 мкФ х 420 В, рабочая температура до 105°С). Суммарная емкость данного узла составляет 440 мкФ, что является отличным показателем для 650-ваттного устройства.

Главный преобразователь построен по полномостовой (full bridge) схеме. Четыре ключа Infineon 5R399P охлаждаются отдельным алюминиевым радиатором. Их работой управляет ШИМ-контроллер CM6901 от Champion Microelectronics.

Возле силового трансформатора размещен узел дежурной линии питания +5VSB, основанный на микросхеме ICE2QR4765.    

Во всех высокоэффективных блоках питания в низковольтной части используется синхронный выпрямитель с DC-DC преобразователями, и Seasonic X-650 не стал исключением. Силовые транзисторы, участвующие в формировании напряжения питания +12 В, расположены на отдельной плате и закрыты большим П-образным радиатором. На самом краю радиатора закреплен термодатчик, с помощью которого осуществляется управление скоростью вращения вентилятора.

Кстати, этот же радиатор впаян в металлическую пластину на обратной стороне печатной платы, которая через слой теплопроводного материала контактирует с крышкой блока питания. Иными словами, весь корпус источника питания выступает своеобразным радиатором.

В Seasonic X-650 используется хорошо знакомая нам конструкция DC-DC преобразователей, когда их силовая часть и LC-фильтры располагаются вместе с частью модульных разъемов на одной печатной плате. Такое техническое решение позволяет отказаться от подводных проводов к разъемам, которые используют напряжения +3,3В и +5В, а также исключить лишние потери энергии.

В формировании линий +3,3В и +5В принимает участие шесть транзисторов Infineon BSC0906NS (по три на каждом канале). Их нагрев во время работы настолько маленький (сопротивление в открытом состоянии всего 4,5 мОм), что вполне хватает и обдува предустановленным вентилятором. Управление DC-DC преобразователями лежит на плечах ШИМ-контроллера APW7159.

На обратной стороне платы размещены остальные элементы DC-DC конвертеров, в частности: два дросселя и фильтрующие конденсаторы (470 мкФ х 16 В и 560 мкФ х 6,3 В). Как видно из фотографии, на линиях +3,3В и +5В используются конденсаторы только полимерного типа.

Помимо твердотельных конденсаторов на канале +12В можно обнаружить и несколько элементов с жидким электролитом (2200 мкФ х 16 В). Их производителем является известная японская компания United Chemi-Con, а сами элементы относятся к высокотемпературной серии (до 105°С). Все это говорит о высоком качестве и позволяет рассчитывать на их продолжительный срок службы.

Система защит построена на основе микросхемы Weltrend WT7527V, которая обеспечивает контроль напряжений (UVP/OVP) на всех трех каналах (+3,3В, +5В, +12В) и защиту от перегрузки по току (OCP). Остальные виды защит (от короткого замыкания/перегрузки/перегрева) реализованы другими компонентами блока питания.

К качеству пайки нет никаких претензий, оно на высоте. Все дорожки ровные, потеков и других недостатков не обнаружено. Отметим, что на данной фотографии также хорошо заметны области, через которые часть тепла отводится на корпус блока питания.

Тестирование

Кросс нагрузочные характеристики

Согласно нормам стандарта ATX12V, допустимый диапазон отклонений напряжений для всех линий питания составляет ±5% от номинала линии.

Во время кросс-нагрузочных тестов на основных линиях питания были зафиксированы следующие отклонения напряжений:

• линия +3,3В: от -1% до +2%;
• линия +5В: от -1% до +1%;
• линия +12В: от 0% до +2%.

Система стабилизации отлично продемонстрировала себя в данном тесте. На всех линиях диапазон отклонений напряжения был значительно уже допустимых норм.

Шумы и пульсации во всем диапазоне напряжений

Для стандарта ATX12V предусмотрены следующие допустимые нормы, касающиеся уровня пульсаций (peak-to-peak):

• линии +3,3В и +5В: 50 мВ;
• линия +12В: 120 мВ.

Хорошее впечатление оставил и узел фильтрации выходных напряжений. Уровень пульсаций на линиях +3,3 В и +5В не превышал допустимых 50 мВ, а на линии +12 В – 75 мВ. Причем в последнем случае размах амплитуды (peak-to-peak) был значительно ниже положенных 120 мВ.

Дежурная линия питания +5VSB

Состояние дежурной линии питания модели Seasonic X-650 довольно хорошее. В зависимости от нагрузки напряжение на ней изменяется в пределах от 5,16 В до 5,08 В.

PFC

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

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

Модуль коррекции коэффициента мощности блока питания Seasonic X-650 очень хорошо справляется со своей задачей. Как видно из таблицы, уже при достижении нагрузки 200 Вт коэффициент PFC преодолел отметку 0,9, максимальное же значение (0,97) было зафиксировано при нагрузках свыше 470 Вт.

КПД

Тест реальной эффективности при разных нагрузках подтвердил соответствие модели Seasonic X-650 стандарту 80 PLUS Gold для напряжения 230 В. Как видно из графика, при нагрузках 20%, 50% и 100% от номинальной мощности КПД блока питания превышает 88%, 92% и 88% соответственно. Более того, при нагрузках свыше 200 Вт, КПД устройства не опускался ниже значения 89%

Система охлаждения и температурный режим

Косвенно оценить уровень шума устройства 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 27°С. Нужно отметить, что воздух внутри корпуса компьютера может быть куда горячее, в частности, температура 40°С является вполне допустимой. В то же время, сама нагрузка, создаваемая компьютерной системой, носит переменный характер, что облегчает температурный режим источника питания.

На данном графике продемонстрирована работа системы управления вентилятором в гибридном режиме (Hybrid). До отметки 350 Вт (54% от номинальной мощности) блок питания Seasonic X-650 абсолютно бесшумный, так как работает в пассивном режиме охлаждения. Как мы и предполагали вначале обзора, порог запуска вентилятора сильно отодвигается (с заявленных производителем 20% до 54% в нашем случае), если в корпусе присутствует хорошая вентиляция.

Максимальная скорость вращения была зафиксирована на отметке 1800 об/мин при мощности 650 Вт. Но даже в таком режиме работы производимый шум был вполне комфортным и по субъективным оценкам он находился на уровне «ниже среднего».

В обычном режиме работы системы управления вентилятором (Normal), он начинает вращаться со скоростью 750 об/мин сразу же после запуска компьютера.

Еще раз напомним, пользователь сам может выбирать необходимый вариант функционирования системы охлаждения с помощью специального переключателя, расположенного возле модульных разъемов.

В любом режиме система управления вентилятором работает довольно хорошо и сильного нагрева элементов, даже после длительной работы, не наблюдается. Температура всех основных узлов во время эксперимента не выходила за рамки допустимых норм.

OverLOAD

Нагрузку на источник питания Seasonic X-650 мы увеличивали до 810 Вт, что равняется приросту +24,6% к номинальной мощности. При этом значения напряжений на выходных линиях питаниях оставались в пределах нормы. Защита по перегрузке срабатывала при достижении отметки 820 Вт. Интересно, что в данном эксперименте «платиновая» модель Seasonic Platinum 660 показала аналогичные результаты. Это лишь подтверждает тот факт, что качество блоков из серий Seasonic X и Seasonic Platinum сопоставимое и находится на очень высоком уровне.

Практические испытания на реальной конфигурации

Для построения реальной компьютерной системы был задействован мощный 6-ядерный процессор Intel Core i7-3930К, разогнанный до частоты 4,3 ГГц с поднятием напряжения до 1,36 В. А в качестве видеоускорителя мы использовали ZOTAC GeForce GTX 480 AMP!, которую по праву можно считать самой «прожорливой» среди видеокарт.

Измерения производились в двух режимах: простой и максимальная загрузка, которая создавалась утилитами Linpack и FurMark 1.10.4. 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:

Блок питания Seasonic X-650 без проблем справился с предложенной конфигурацией, продемонстрировав отличные результаты как под нагрузкой (режим «Burn»), так и при бездействии системы (режим «Idle»). Ни на одной линии больших отклонений не замечено, разве что напряжение +3,3В было слегка завышено, но это не критично и вполне вписывается в диапазон ±5% от номинала линии. Опять отмечаем хорошую работу системы стабилизации выходных напряжений.

По уровню общего энергопотребления Seasonic X-650 предсказуемо расположился между «платиновой» (Seasonic Platinum 660) и «бронзовой» (CHIEFTEC APS-650CB) моделями аналогичной мощности.

Энергопотребление в простое и в выключенном состоянии компьютера

Энергопотребление модели Seasonic X-650 в выключенном состоянии компьютера и в спящем режиме соответствует показателям других высококлассных источников питания.

Выводы

После тестирования блок питания Seasonic X-650 оставил только самые наилучшие впечатления. Если бы не соответствие стандарту энергоэффективности 80 PLUS Gold, вообще можно было бы подумать, что мы имеем дело с устройством из серии Seasonic Platinum. И это совсем не преувеличение - почти по всем параметрам Seasonic X-650 ничем не уступает своим «платиновым» собратьям. Особенно эта тенденция прослеживается в результатах тестирования. Данная модель без проблем справилась с реальной мощной конфигурацией и с кросс-нагрузочными тестами. Причем характер нагрузки не смог повлиять на стабильность и «чистоту» (отсутствие шумов) выходных напряжений. Благодаря использованию качественной элементной базы Seasonic X-650 без проблем справился и с большой перегрузкой, которая во время эксперимента достигла 810 Вт.

Но не только этим Seasonic X-650 похож на «платиновые» модели. Тестируемый образец оснащен хорошо зарекомендовавшей себя гибридной системой охлаждения, благодаря которой он до определенной нагрузки (в нашем случае 350 Вт) может работать с выключенным вентилятором, не издавая ни единого звука. Также понравилась организация кабелей - все они имеют модульный дизайн и сделаны в виде шлейфов. А это, в свою очередь, существенным образом упрощает подключение комплектующих внутри компьютера.

Seasonic X-650 представляет собой качественный блок питания стандарта 80 PLUS Gold, который по всем параметрам, кроме энергоэффективности, можно поставить в один ряд с устройствами из серии Seasonic Platinum.

Достоинства:

• высокий КПД (соответствие стандарту 80 PLUS Gold);
• большой запас по мощности (до +24,6%);
• гибридная система охлаждения, благодаря которой блок питания при низких и средних нагрузках работает в пассивном режиме;
• возможность выбора между гибридным и обычным режимами работы системы охлаждения;
• качественная элементная база;
• хороший комплект поставки;
• полностью модульная система кабелей;
• использование длинных плоских кабелей облегчает их укладку;
• хорошее состояние напряжения на линиях питания +12В, +5В, +3,3В под большой нагрузкой;
• низкое энергопотребление в спящем режиме и в выключенном состоянии компьютера;
• хорошая система стабилизации питания;
• наличие четырех 6+2-контактных разъемов PCI-E для дополнительного питания видеокарт;
• возможность работы в широком диапазоне сетевого напряжения;
• тихий вентилятор на подшипнике качения;
• эффективная система охлаждения;
• 7 лет гарантии;
• активный метод компенсации реактивной мощности.

Автор: Сергей Мещанчук 

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

Выражаем благодарность компаниям ASUS, Intel, Thermalright, Transcend, Western Digital и ZOTAC за предоставленное для тестового стенда оборудование.