Блоки питания UTT

Введение

Эта статья продолжает цикл тестирования блоков питания, производимых отдельными компаниями. На этот раз в моих руках побывали четыре блока питания от весьма известного производителя – UTT Group, выпускающего широкий ассортимент корпусов (в том числе весьма популярных ныне алюминиевых) и блоков питания. Всего в тестировании участвовали четыре блока от UTT - два имеющихся в широкой продаже блока серии MAV и два выставочных экземпляра Sky Hawk, с заявленными мощностями от 300 до 400Вт. Кроме того, так как корпуса UTT серии “DL” также встречаются в продаже под именем “DLC” и с другими блоками питания – для сравнения со склада был взят один такой корпус, в котором оказался безымянный блок питания ATX-300W.

UTT MAV-300W-P4

Один из самых дешевых блоков от UTT Group, тем не менее, по внешнему виду превосходящий многие дешевые модели – корпус хоть и сделан из тонкого металла, но весьма аккуратный, чего нельзя сказать о большинстве блоков нижнего ценового диапазона. Блок оборудован всего лишь четырьмя разъемами для питания винчестеров и одним – для дисковода, все используемые провода – тонкие, сечением 20AWG.

Сетевой фильтр на входе собран полностью – одна его половина смонтирована непосредственно на PCB, другая – на закрепленной на разъеме 220В небольшой плате. Качество сборки, к сожалению, не радует – посмотрите, например, как намотан дроссель сетевого фильтра – вкривь и вкось уложенные на каркас витки провода:


На входе, в высоковольтном выпрямителе, стоят два конденсатора по 470мкФ. На выходе в цепях +5В и +3,3В стоят по два конденсатора (емкостями 2200мкФ и 1000мкФ), в цепи +12В – только один конденсатор на 2200мкФ. Сглаживающие дроссели установлены только в цепи +5В и +12В, в +3,3В стоит лишь перемычка (место для установки дросселя предусмотрено).

Некоторое непонимание вызвала ситуация с выходными токами блока. С одной стороны, название блока наводит на мысль о максимальной мощности 300Вт (хотя, замечу, нигде на этикетке слово “Мощность” не упоминается); с другой стороны, заявленные максимальные токи нагрузки – а это всего лишь 20А по шине +5В и 10А по шине +12В – соответствуют, если следовать ATX/ATX12V Power Supply Design Guide, не более чем 200Вт блоку. Собственно, если перемножить напряжения и максимально допустимые токи, то в сумме как раз получается 300Вт – однако понятно, что ни в одной реальной системе не бывает столь сбалансированной нагрузки, когда все выходы блока одновременно нагружены на максимум, но не более того. На практике обычно большая часть мощности блока распределяется между шинами +5В и +12В (причем еще зачастую и с заметным перекосом в ту или иную сторону) – а MAV-300W в допустимых токах по ним проигрывает всем 300Вт блокам и большей части 250Вт. Таким образом, в реальной системе первой возникнет проблема не с нехваткой общей мощности блока, а с перегрузкой одного из его выходов по току, поэтому, даже если MAV-300W и способен отдавать 300Вт мощности, на практике при увеличении нагрузки довольно быстро возникнет проблема с перегрузкой одного из выходов БП по току. В связи с этим я проводил тестирование блока на нагрузке мощностью около 235Вт, ибо сравнение его с более мощными блоками заведомо не имеет смысла.

Тем не менее, даже на такой нагрузке результат не порадовал – помимо высокочастотных колебаний (с частотой работы преобразователя – около 60кГц), на выходе были прекрасно заметны колебания с частотой 100Гц, размах которых увеличивался с ростом нагрузки. На максимальной нагрузке размах высокочастотных колебаний составил около 25мВ по шинам как +5В, так и +12В, а низкочастотных – 50мВ на шине +12В и 25мВ на шине +5В. Так как в итоге они складываются, то суммарный размах при большой нагрузке может превышать допустимые значения.

Со стабильностью напряжений ситуация обстоит несколько лучше – блок показал типичный для своего класса результат:


Протокол испытаний, как всегда, можно увидеть на отдельном графике.

КПД блока очень неплох и на мощности 100Вт доходит до рекордных для его класса 92%. Никакими схемами коррекции мощности блок не оборудован, поэтому фактор мощности не превышает 0,71. Зависимость же КПД и фактора мощности от величины нагрузки можно увидеть на сводной таблице в конце статьи.

UTT MAV-350W-P4

Внешне этот блок по сравнению с предыдущей моделью практически не изменился. Однако, после снятия крышки улучшения становятся очевидны:

Как и в предыдущей модели, сетевой фильтр присутствует; на выходе блока распаяны все недостающие дроссели, радиаторы приобрели серьезное оребрение (у предыдущего блока они были Т-образной формы, у MAV-350W ребра занимают всю верхнюю часть радиатора), имеется терморегулятор скорости вращения вентилятора. Тем не менее, сама схемотехника блока значительных изменений не претерпела и в общих чертах (кроме номиналов деталей) повторяет предыдущую модель.

На входе блока стоят два конденсатора по 470мкФ, на выходе +12В – один конденсатор 2200мкФ, на выходе +3,3В – два по 2200мкФ, и на выходе +5В – один конденсатор емкостью 1000мкФ и еще один – 2200мкФ. Сглаживающие дроссели распаяны в полном объеме – теперь они есть на всех выходах.

С допустимыми токами нагрузки дела также обстоят значительно лучше – этот блок допускает ток до 34А по шине +5В и до 18А по шине +12В, что вполне нормально для блока суммарной мощностью 350Вт. Правда, способность выдавать 34А вызывает некоторые сомнения – в выходном выпрямителе используются диодные сборки MOSPEC S30D40C, рассчитанные на максимальный долговременный ток до 30А при напряжении до 40В. Впрочем, использование таких сборок в дешевых блоках, рассчитанных на выходные токи до 35А – повсеместное явление, видимо, производители надеются на “запас прочности” диодов.

Тестировался блок на нагрузке, рассчитанной на полные 350Вт мощности. К сожалению, длительной работы при максимальной нагрузке он не выдержал – во-первых, после нескольких минут прогрева защита начинала срабатывать на мощности около 330Вт, во-вторых, при большой нагрузке (более 16А по шине +12В и более 100-120Вт суммарной нагрузки на шинах +5В и +3,3В) блок начинал громко жужжать. Интенсивность этого жужжания зависела не только от суммарной нагрузки, но и от ее распределения по разным шинам, а осциллограмма выходного напряжения выглядела весьма впечатляюще:


Видно, что, помимо неприятного шума, размах пульсаций на выходе достигает нескольких сотен милливольт, что при работе в реальной системе с большой вероятностью будет приводить к сбоям.

В результате, пожжужав минут десять, блок выключился и в дальнейшем включаться отказался, из чего уже можно сделать вывод, что на мощность 350Вт он не рассчитан – максимальной суммарной мощностью, работа на которой проходит без последствий, я бы назвал 300Вт.

На осциллограммах наблюдались колебания с частотами только в районе 60кГц, их амплитуда составляла около 20мВ на шине +5В и около 50мВ на шине +12В:

К сожалению, из-за преждевременной гибели блока провести измерения стабильности выходных напряжений не удалось. Тем не менее, я успел измерить КПД и коэффициент мощности – первый составляет в максимуме 85%, что чуть меньше, чем у предыдущего блока, второй не превышает 0,72, что является в общем-то стандартным показателем для блоков без коррекции фактора мощности (PFC). Также стоит отметить, что с увеличением мощности нагрузки КПД снижался медленнее, чем у предыдущего блока, лишь в конце опустившись чуть-чуть ниже 80%.

Sky Hawk CTX-300WCE

Два попавших в мои руки блока серии Sky Hawk – это модели, пока что не поставляемые серийно. Тем не менее, я полагаю, будет небезынтересно посмотреть, что же сможет нам предложить UTT в случае, если поставки таких блоков начнутся.

Внешне блок не имеет ничего общего с моделями серии “MAV” - не могу не отметить, что выглядит он значительно солиднее, несмотря на небольшую по нынешним временам мощность 300Вт. Вот только почему-то количество внешних разъемов осталось прежним – всего четыре разъема для питания винчестеров и один для дисковода. Расположены они по-прежнему на тонких проводах 20AWG, да к тому же в разъеме ATX отсутствует обязательный (согласно спецификациям стандарта ATX) провод обратной связи “3,3V Sense”.

От сетевого фильтра смонтирована только половина – та часть, что в предыдущих блоках располагалась на отдельной плате, не установлена. Радиаторы установлены неожиданного маленькие, без оребрения, лишь с небольшими “пальчиками” наверху. На входе стоят два конденсатора по 470мкФ, на выходе +3,3В – два конденсатора по 2200мкФ, на выходах +5В и +12В – по одному конденсатору емкостью 2200мкФ. Все выходы оборудованы сглаживающими дросселями. Как и у предыдущего блока, предусмотрена регулировка скорости вращения вентилятора в зависимости от температуры, причем на этот раз на корпусе блока имеется наклейка с надписью “Super noise killer” и графиком зависимости оборотов от температуры – заявлено, что скорость меняется от 38% до 97% от максимально возможной для вентилятора при увеличении температуры от -20 (минус двадцати) до 75 градусов. Выбор нижнего предела, конечно, вызывает некоторое удивление – вряд ли кому-то доведется использовать блок питания при таких температурах, да и не факт, что он вообще заработает в столь нестандартных условиях; при комнатной же температуре – плюс 20 градусов – скорость вентилятора должна составлять чуть более 50% от максимальной.

Заявленные максимальные токи нагрузки несколько не дотягивают до рекомендуемых стандартом для 300Вт блока – 14А по шине +12В вместо рекомендуемых 15А и 14А по шине +3,3В – вместо 28А. Впрочем, в связи с тем, что шина +3,3В сейчас используется уже не очень активно, это можно считать несущественным недостатком.

Размах колебаний вполне приемлемый – около 30 мВ на шине +5В и около 45 мВ на шине +12В, причем низкочастотных колебаний не видно.

Результаты тестов на стабильность напряжений – удивительны, иначе я сказать не могу. Блок великолепно держал напряжения +5В и +3,3В, но вот разброс почти в 20% напряжения +12В – это катастрофа, еще ни один блок питания на тестах не показывал столь плачевного результата.


График испытаний – в отдельном файле.

Приятно удивил КПД блока – на половинной мощности нагрузки он достиг рекордных 96%, правда, с увеличением нагрузки быстро упав ниже 80%. Фактор мощности в то же время не превысил 0,73.

Sky Hawk SH400A8H

Внешне этот 400-ваттный блок весьма похож на Sky Hawk CTX-300, однако есть много изменений в лучшую сторону. Штампованная решетка вентилятора поменялась на проволочную, количество разъемов питания удвоилось – теперь их восемь для питания винчестеров и три для дисководов, к тому же расположены они на проводах положенного сечения 18AWG. Как и у предыдущего блока, предусмотрена регулировка скорости вентилятора, но даже при комнатной температуре он довольно шумный.

Внутри блок совершенно не похож ни на одного из предшественников. В первую очередь он отличается очень плотным монтажом – разработчикам пришлось даже вынести стабилизатор (собранный на ШИМ-контроллере DBL494 и компараторах LM339N для формирования сигнала “Power OK”) на отдельную плату, стоящую перпендикулярно основной:

Плата терморегулятора также расположена отдельно, непосредственно на радиаторе с выходными диодными сборками. Радиаторы Г-образные, зачерненные для улучшения теплоотдачи (хотя в скобках отмечу, что при принудительном охлаждении чернение уже не дает большого эффекта). Сетевой фильтр собран полностью, более того, использована розетка 220В со встроенным фильтром производства High & Low Corp. На входе стоят два конденсатора по 1000мкФ, на выходе +3,3В – два конденсатора по 3300мкФ, на выходах +5В и +12В – по два конденсатора емкостями 2200мкФ и 3300мкФ, все выходы оборудованы сглаживающими дросселями.

В спецификациях прослеживается только одна общая черта с блоком CTX-300WCE – низкий допустимый ток по шине +12В, всего лишь 14А, что для 400Вт блока очень мало. Тем не менее, допустимый ток по шине +5В вполне приличный – до 40А, и, в отличие от MAV-350W, здесь уже стоит полноценная 40-амперная диодная сборка, поэтому в способности блока держать такую нагрузку сомнений не возникает.

Осциллограммы выглядят великолепно – пульсации на шине +5В весьма малы, а на шине +12В вообще практически отсутствуют:

А вот со стабильностью напряжений дело обстоит хуже – несмотря на небольшой допустимый ток по шине +12В, и, соответственно, невозможность сильно “перекосить” нагрузку в сторону этой шины, разброс напряжений на ней превысил 10%. Да и для шины +5В результат тоже не выдающийся.


График испытания – в отдельном файле. Помимо сказанного, можно отметить заметное время реакции блока на изменение нагрузки – правда, действительно хорошо заметно это только в одном месте графика.

КПД этого блока непрерывно рос с увеличением нагрузки и в итоге достиг не рекордных, но вполне неплохих 82 процентов, при факторе мощности 0,71.

ATX-300W

Этот безымянный блок был взят со склада Ф-Центра, из корпуса DLC M7612. Примечателен он тем, что корпуса DLC поставляются также под маркой UTT Group (в списке продукции которой они значатся как модели серии “DL”), и мне было интересно сравнить блоки питания, установленные в DLC, с серией MAV, устанавливаемой в корпуса UTT DL.

Как видите, внешне блоки весьма похожи – в первую очередь формой решетки вентилятора. Как и MAV-300W, блок оборудован четырьмя разъемами для питания винчестеров, расположенными на тонких – сечением 20AWG – проводах.

Внутри блок также не сильно отличается от MAV-300W, хотя и собран по несколько другой схеме, причем качество сборки производит даже более приятное впечатление, хотя конечно до брэндовых блоков питания ему еще далеко. Сетевой фильтр присутствует полностью, на входе стоят два конденсатора по 470мкФ, на выходе +12В – один на 2200мкФ, на выходах +3,3В и +5В – по паре конденсаторов на 2200мкФ и 1000мкФ. Стабилизатор собран на полном аналоге TL494 – микросхеме KA7500B, но вот формирователь “Power OK”, в отличие от серии “MAV”, выполнен не на дискретных транзисторах, а на полноценных компараторах LM339N.

С допустимой нагрузкой у блока та же проблема, что и у MAV-300W – заявленные токи никак не тянут на 300-ваттный источник, разве что допустимый ток по +12В поднялся до 12А. Впрочем, и это все равно меньше, чем рекомендуется даже для 250Вт блоков. Таким образом, тестирование этого блока проводилось на той же нагрузке, что и для MAV-300W, но с увеличенным на 2А максимальным током по шине +12В. Впрочем – наверное, в качестве компенсации – у ATX-300W максимальный ток по шине +3,3В составляет всего 14А против 20А у MAV-300W.

Размах колебаний на частоте работы инвертора (около 60кГц) был весьма невелик – всего лишь около 15мВ на шине +5В и 25мВ на шине +12В, однако, как и у конкурента, наблюдались колебания на частоте 100Гц, амплитуда которых на шине +12В достигала 30мВ. Впрочем, такие значения неприятны, но не смертельны – они находятся в пределах допустимого (как гласит стандарт, на шине +12В суммарный размах колебаний может достигать 120мВ, а в данном случае он равен 40 + 2*25 = 80 мВ).

Со стабильностью напряжений картина получилась также вполне сопоставимая с MAV-300W – чуть лучше держались значения по шинам +5В и +3,3В, но стабильность по шине +12В ухудшилась почти на 3%. Впрочем, это скорее всего следствие увеличенного при тестировании на 2А максимального тока нагрузки по этой шине – больший разброс токов нагрузки привел к большему разбросу выходного напряжения, что только подтверждает близость реальных характеристик ATX-300W и MAV-300W.


Протокол испытания можно увидеть на отдельной картинке.

КПД этого блока тоже в общих чертах соответствует КПД MAV-300W, поднимаясь до 92% на мощности 100Вт, и затем падая ниже 80%. Причем стоит отметить, что зависимость КПД от мощности у этого блока выражена слабее, чем у конкурента. Фактор мощности также не преподнес никаких сюрпризов, достигнув на максимальной мощности (250Вт) значения 0,70.

Таким образом, можно заключить, что блоки ATX-300W из корпусов серии DLC и блоки UTT MAV-300W из корпусов UTT серии DL в общих чертах эквивалентны, с небольшим перевесом в сторону ATX-300W.

Заключение

Теперь я приведу сводные таблицы с параметрами всех участников тестирования. В первую таблицу сведены заявленные производителями максимально допустимые токи и суммарная выходная мощность. В последней строке для сравнения даны токи, рекомендуемые в ATX/ATX12V Power Supply Design Guide для ATX12V блоков питания мощностью 300Вт.


Как нетрудно заметить, ни один протестированный блок целиком не вписывается в рекомендации, причем особо удручающая картина сложилась для наиболее дешевых блоков, заявленных как 300Вт – в реальности они как правило способны конкурировать в лучшем случае с 235Вт блоками.

Вторая и третья таблицы – зависимость КПД и коэффициента мощности блоков от величины нагрузки:

Здесь все в рамках ожидаемого – все блоки показали неплохой КПД (напомню, что стандарт требует не менее 68% на максимальной мощности) и типичный для импульсных блоков питания без PFC фактор мощности.

И, под конец – таблица с итоговыми результатами, в которой по каждой из трех позиций я выставляю оценку от 1 до 5 баллов:


Немного поясню результат. Блок MAV-350W не дожил до тестирования на стабильность напряжений, поэтому и итог для него подвести не представляется возможным. Блок CTX-300WCE получил минимальную оценку за стабильность напряжений из-за катастрофического результата по шине +12В, даже несмотря на прекрасный результат по остальным шинам – такое “гуляние” одного из напряжений напрочь перечеркивает все достоинства блока. Таким же образом была снижена оценка за пульсации у блоков MAV-300W и ATX-300W – из-за наличия низкочастотных пульсаций заметной амплитуды (особенно у MAV-300W, где суммарный размах пульсаций под большой нагрузкой может превышать максимально допустимый).

Суммарные баллы распределились таким образом, что, согласно моей классификации, только Sky Hawk SH400A8H можно рекомендовать для использования, причем с оглядкой на его недостатки (а это невысокая стабильность напряжений и небольшой ток нагрузки для шины +12В), в то время как блоки MAV-300W и CTX-300WCE претендуют разве что на нижний сегмент рынка. Блок MAV-350W, благодаря невысокой цене, является вполне разумной покупкой для бюджетного компьютера, однако для мощных систем, которым необходим соответствующий блок питания, он не подходит.

Блоки питания любезно предоставлены компанией UTT Group.