Обзор блока питания Chieftec Compact CSN-650C мощностью 650 Вт. Достойный малыш для компактных систем

В последнее время набирают все большую популярность компактные игровые SFF-компьютеры, для которых нужны мощные блоки питания маленького размера. Соответствующие SFX-модели можно пересчитать по пальцам рук и выход новых недорогих продуктов помогает хоть немного сэкономить. Пока что сборка таких систем обходится значительно дороже аналогичной конфигурации в большом корпусе и выбор подходящих комплектующих ограничен.

Chieftec Compact 650W (CSN-650C)

Блок питания поставляется в простой черной коробке, информации о модели на упаковке минимум — название серии, формат блока, конструктивные особенности и сертификат энергоэффективности. Параметров устройства на упаковке нет.

Комплект поставки стандартный для блоков питания такой ценовой категории, в коробке находится набор отстегивающихся кабелей, сетевой шнур, монтажные винты и инструкция.

Блок питания полностью модульный, количество кабелей и их длина следующие:

• один для питания материнской платы (45 см);
• один с одним 8-контактным (4+4) разъемом (45 см);
• два с одним 8-контактным (6+2) разъемом для питания видеокарты PCI-E (45 см);
• два с тремя разъемами питания для SATA-устройств (45+15+15 см);
• один с тремя разъемами питания для IDE-устройств и одним для FDD (45+15+15+15 см).

Кабель питания материнской платы ATX24 состоит из отдельных проводов и обтянут нейлоновой оплеткой черного цвета, остальные кабели выполнены в виде шлейфов с черной изоляцией, провода довольно мягкие, что должно облегчить аккуратную укладку проводов в маленьких корпусах.

Корпус блока покрашен черной краской. На верхней грани расположена наклейка со всеми характеристиками устройства, на нижней грани — 80-миллиметровый вентилятор системы охлаждения. Вентиляционная решетка штампованная, что может негативно повлиять на шумовые характеристики блока с его быстрым вентилятором.

Вся внутренняя стенка занята разъёмами для подключения модульных кабелей. Группы разъемов подписаны по функциональному назначению и имеют разное количество контактов и разные ключи, перепутать не получится. Для питания процессора и видеокарт разъемы 8-контактные, они все одинаковые и шлейфы можно устанавливать как захочется, для накопителей они 6-контактные.

Формат SFX имеет довольно небольшие габариты, инженерам пришлось сильно стараться что бы поместить в такую коробочку взрослый блок питания на 650 Вт. Монтаж очень плотный, весь внутренний объем занят компонентами, а схема собрана на семи платах. Из-за такой плотности рассмотреть маркировку на большинстве силовых компонентов не получилось. Данный блок питания построен на современной платформе производства CWT с активным PFC и широким рабочим диапазоном напряжения сети питания. Основной силовой преобразователь резонансный с синхронным выпрямителем на выходе по линии +12 В, дополнительные напряжения +5 B и +3,3 B формируются отдельными понижающими DC/DC-преобразователями, стабилизация всех основных напряжений независимая.

Входной фильтр импульсных помех выполнен на отдельной съемной плате с сетевым разъемом, его компоненты закрыты от остальных компонентов блока медным экраном из ламинированной фольги. Входной выпрямитель расположен на радиаторе вместе с компонентами APFC, под ребрами этого радиатора установлен дроссель модуля активной коррекции мощности. Ток заряда входного накопительного фильтра ограничивает термистор, сам фильтр выполнен на электролитическом конденсаторе емкостью 390 мкФ и рабочим напряжением 400 В производства Nichicon, серии GG (конденсатор общего назначения со сроком службы 2000 часов при температуре 105°C и токе пульсаций 2,2 А). Несмотря на именитого производителя характеристики конденсатора средние. Силовые транзисторы полулумостового резонансного LLC-преобразователя установлены на радиаторе поменьше рядом с силовым трансформатором. На отдельной плате выполнены схемы управления APFC с контролером CM6502 и резонансным преобразователем с синхронным выпрямителем на комбинированном чипе CM6901.

Силовые ключи синхронного выпрямителя по линии +12 В установлены на еще одной отдельной плате рядом с силовым трансформатором. На этой же плате находится система управления оборотами вентилятора — обороты регулируются в зависимости от температуры транзисторов синхронного выпрямителя. Основное питание +12 В фильтруют три полимерных конденсатора емкостью 470 мкФ и напряжением 16 В, расположенные рядом с платой синхронного выпрямителя, и один электролитический Low ESR конденсатор на 1000 мкФ 16 В производства фирмы Su’scon. На этой же плате установлен супервизор Sitronix ST9S313, который выполняет защиту от повышенного и пониженного напряжения на выходе блока (OVP и UVP), остальные защиты реализованы другими узлами блока. Производитель заявил реализацию всех необходимых защит — OPP, OVP, SCP, OCP, OTP, SIP, UVP, AFC.

Рядом на еще одной дополнительной плате собран понижающий DC/DC-преобразователь с синхронным выпрямителем для линий +3,3 В и +5 В. Силовые ключи выполнены на двух парах транзисторов QM3004D и QM3006D, управляет ими ШИМ-контролер APW7159C. Питание фильтрует пара полимерных конденсаторов, номиналы которых, к сожалению, рассмотреть не удалось. На основной плате рядом с DC/DC-преобразователем установлены несколько полимерных конденсаторов емкостью 820 мкФ и напряжением 6,3 В.

Схема управления преобразователем дежурного питания +5VSB выполнена на еще одной маленькой платке, установленной рядом с трансформатором «дежурки». На выходе установлен электролитический Low ESR конденсатор емкостью 1000 мкФ и напряжением 10 В производства Nippon Chemicon серии KY (6000 часов при температуре 105 °С), остальные конденсаторы в обвязке «дежурки» производства Su’scon и JunFu.

Разъемы подключения кабелей установлены на отдельной печатной плате, на которой также установлены полимерные конденсаторы для дополнительной фильтрации питания, девять штук емкостью 100 мкФ и напряжением 16 В.

Монтаж и пайка качественные, местами есть не смытый флюс, где проводилась ручная пайка кабелей, но на работоспособность и надежность это не влияет. В таких местах используют неактивный флюс на основе канифоли, который не проводит ток и не способствует коррозии.

За охлаждение компонентов отвечает 80-мм вентилятор D80SH-12B (80х80х15 мм 12 В 0,7 A) производства Yate Loon Electronics с максимальной частотой вращения 3000 об/мин, уровнем шума 32 дБ и двухконтактным подключением. Вентилятор управляется автоматически с полупассивным режимом работы, при старте блока питания обороты на несколько секунд максимальны, потом он останавливается и запускается на минимальных оборотах только когда температура термодатчика достигнет определенного порогового значения, с дальнейшим ростом температуры обороты плавно увеличиваются до максимальных. Если нагрузка на блок питания не большая, то при снижении температуры термодатчика ниже пороговой вентилятор останавливается.

Методика тестирования

Тест блока питания проводился с использованием линейной электронной нагрузки со следующими параметрами: диапазоны регулировки тока по линии 3,3 В — 0–16 А, по линии 5 В — 0–22 А, по линии 12 В — 0–50 А. Погрешность измерения тока и напряжения стендом 5%, все контакты для подключения кабелей тестируемого блока питания с одинаковым напряжением включены параллельно и нагружены соответствующим каналом нагрузки. Ток по каждому каналу регулируется плавно, и он стабильный независимо от выходного напряжения блока. Для точного измерения напряжений, тока сети и температуры использовался мультиметр Zotek ZT102 с True RMS. Уровень пульсаций на выходе замерялся цифровым осциллографом DSO203. Для каждой линии питания устанавливался необходимый ток, и замерялось напряжение на контактах нагрузки для учета потерь на проводах.

Результаты тестирования

Первый тест на нагрузочную способность основной линии +12V, ток по линиям +3,3V и +5V был постоянный с общей нагрузкой около 90 Вт, результаты занесены в таблицу 1.

По результатам теста видим, как плавно снижается напряжение линии +12V на нагрузке с ростом тока, это происходит в основном из-за потерь на проводах, при этом напряжения по линиям +5V и +3,3V тоже снижаются, хотя ток нагрузки на них стабилен. Минусовые провода общие для токов по всем линиям и потери на них суммируются и влияют на все линии. Дополнительно был сделан замер напряжений на выходных контактах блока питания при максимальной нагрузке, результаты которых занесены в последнюю строчку верхней таблицы. Как видим, они просели не значительно. Общие потери на проводах составили 9,1 Вт, но даже с учетом этих потерь выходные напряжения на нагрузке соответствуют нормам АТХ12V. Уровень пульсаций на выходе блока замерялся при следующих токах: +3,3V 15А, +5V 15 А, +12V 45А и составил 40 мВ, 43 мВ и 75 мВ.

Для проверки нагрузочной способности линий +5V и +3,3V были сделаны тесты при постоянной нагрузке на +12 В для оценки их влияния друг на друга.

По результатам теста видим, что при максимальных перекосах нагрузки напряжение на других меняется не значительно, и опять зависит только от сопротивления проводов. В блоках питания с независимой стабилизацией каналы друг на друга могут влиять только за счет падения на минусовых проводах, так как они общие, в отличии от устаревших блоков питания с дросселем групповой стабилизации. На линии +3,3V имеем довольно большую просадку при токе 15 А и это опять провода — на самом блоке было 3,33 В. Для работы современного компьютера это не важно, так как линия +3,3V почти не нагружена, а максимальная нагрузка на ней обычно в пределах 2–4 А.

Тест эффективности блока проводился при напряжении сети 230 В, при пониженном напряжении сети КПД будет немного ниже.

Эффективность у данного устройства получилась немного меньше, чем у больших блоков питания с аналогичной схемотехникой. На КПД повлияло применение мягких тонких кабелей, хоть на них и указано 18 AWG, но они заметно тоньше чем провода в том же кабеле ATX24 с аналогичной маркировкой. Еще снижает эффективность не отключаемый термистор ограничения стартового тока — для реле не нашлось места в таком маленьком корпусе.

Тест на нагрев компонентов блока проводился при температуре воздуха в помещении 21 °С, была установлена термопара на силовой трансформатор, блок нагружался на 650 Вт и работал пока температура силового трансформатора не стабилизировалась, после блок отключался от сети снималась крышка и быстро проводились замеры температуры остальных компонентов, результаты указаны на следующем фото платы с указанием температуры компонентов в градусах Цельсия. Обороты вентилятора при тесте поднялись до максимума, уровень шума был не сильно большим, но вот его характер был не приятным, как у пылесоса: высокий тон роботы самой крыльчатки плюс шум воздуха через штампованную решетку и плотный монтаж компонентов.

Температуры оказались довольно невысокими, видимо производитель перестраховался с повышенными оборотами вентилятора, чтобы продлить срок службы блока в тесных и плохо продуваемых мини-корпусах. Из всех температур максимальная у силового трансформатора — 78 °С, и это температура самой обмотки под изоляционной лентой. Температура сердечника, которую обычно указывают во всех обзорах, на 10–15 °С меньше в зависимости от места измерения.

Выводы

Протестированный Chieftec Compact 650W имеет отличные параметры для своих размеров с учетом его стоимости и исполнен на достаточно качественном уровне. Питание силовых выходов в нем фильтруют в основном полимерные конденсаторы, тогда как электролиты от не самых лучших производителей стоят в не самых нагруженных местах. Он выдает заявленную мощность и нормально справится с питанием системы на топовых видеокарте и процессоре, правда, придется смириться с высоким уровнем шума. Лучшим вариантом для данного блока будет сборка системы на компонентах средней производительности — тогда получим нормальный запас по мощности и умеренный шум. В таком случае блок питания многократно переживет свой гарантийный срок службы, который производитель уменьшил до двух лет, опасаясь жестких условий работы в мини-корпусах.