Porque 99% dos Testes de Fontes de Alimentação Estão Errados

Introdução

Com os computadores (e usuários) exigindo fontes de alimentação melhores, nada mais natural do que publicações especializada publicarem testes de fontes de alimentação. Mas ao contrário de outros componentes de hardware, como processador, placa-mãe e placa de vídeo, testar fontes de alimentação não é para qualquer um, pois exige um conhecimento aprofundado em eletrônica. Como a maioria das pessoas responsáveis pelos testes é simplesmente um usuário “comum” com conhecimento em informática acima da média – mas não em eletrônica – praticamente todos os testes de fontes de alimentação publicados por aí estão completamente errados. O pior é que alguns sites recomendam produtos que são na verdade verdadeiras “bombas”. Nós atualizamos este artigo para explicarmos em detalhes porque 99% dos testes de fontes de alimentação publicados na internet e em revistas estão errados e esperamos que as pessoas responsáveis pelos testes aprendam mais sobre este assunto e também que os usuários aprendam a identificar testes ruins.

A maioria dos sites “testa” fontes simplesmente tirando várias fotos do produto e instalando-o no computador do responsável pelo teste. Caso a fonte funcione (e provavelmente ela funcionará), eles dizem coisas boas sobre ela (alguns exemplos: aqui, aqui, aqui, aqui e aqui).

Chamar este tipo de artigo de “teste” ou “análise” (ou “review”, em inglês) é um insulto aos sites que realmente testam fontes de alimentação. Os sites podem até publicar este tipo de artigo mas, por favor, chame-os de outros nomes, tais como “artigo”, “primeiras impressões”, etc. O problema é que alguns sites vão além e até mesmo dão selos de aprovação aos produtos “testados”, e ao fazerem isso sem realmente testar o produto a fundo estão cometendo um grave erro, já que podem estar recomendando um produto ruim. Um excelente exemplo do que estamos falando é este teste aqui feito usando a “metodologia” acima, onde o “testador” de um “Prêmio Ouro” a uma fonte de alimentação de 750 W que queima se você tentar extrair mais de 450 W dela.

A verdade nua e crua? A maioria dos sites que fazem teste de hardware é administrada por amadores que querem testar todo tipo de peça – para em seguida vendê-las ou instalá-las em seus computadores pessoais – sem ter uma ideia de como testar cada uma delas. Eles simplesmente não sabem dizer não aos fabricantes que lhes oferecem produtos. Pior do que isso é o fato de alguns editores acharem que só porque o fabricante mandou para eles um produto “de graça” eles devem falar bem do produto. Isto é obviamente uma forma velada de “jabá” e não é apenas antiética, mas ilegal (pelo menos nos EUA). Primeiro, receber um produto para teste não é “de graça”. A exposição que o fabricante terá no site custa milhares de reais, já que este tipo de mídia é mais eficiente do que a propaganda tradicional – e os testes são publicados sem a cobrança de taxas (nós conhecemos sites que cobram dos fabricantes para publicarem testes, seja em dinheiro ou em troca de anúncios – o DailyTech publicou um excelente artigo falando sobre este assunto). Sem falar no tempo e dinheiro que são gastos para produzir o teste. Segundo, quando um produto é enviado para testes, os fabricantes esperam que os resultados do teste sejam imparciais – ou seja, que a verdade seja dita, independente se o fabricante é um amigo do testador e/ou um anunciante do site.

Vamos falar agora sobre o próximo passo no teste de fontes de alimentação: o uso de um multímetro.

Usando um Multímetro

A metodologia mais usada para testar fontes de alimentação consiste em simplesmente colocar um multímetro nas saídas da fonte e verificar se existe qualquer flutuação nas tensões. Alguns sites até mesmo comparam as tensões encontradas com os níveis de tensões encontrados em produtos concorrentes (alguns exemplos aqui, aqui, aqui e aqui). O problema é que este procedimento está errado e não diz nada sobre a fonte de alimentação.

As pessoas que realizam testes desta forma provavelmente acham que pelo menos podem ver se existe qualquer flutuação nas saídas da fonte, mas na verdade eles não serão capazes de medir isto – a menos que a fonte seja um modelo muito simples e que tenha uma grande falha de projeto. Vejamos o porque.

A ideia de medir a fonte de alimentação com um multímetro vem das fontes de alimentação lineares, onde a fonte tem um circuito regulador de tensão separado (normalmente feito por um circuito integrado ou por um diodo zener, às vezes com ajuda de um transistor de potência). Neste tipo de fonte de alimentação faz sentido o uso do multímetro para verificar se o circuito regulador está funcionando corretamente ou não. Mesmo neste caso, simplesmente colocando o multímetro não dirá a você se a fonte de alimentação é capaz de fornecer a potência/corrente rotulada. Você precisará criar uma carga nas saídas da fonte de alimentação.

Em fontes de alimentação lineares, por utilizarem um sistema de laço aberto (falaremos mais sobre isto adiante), a tensão de saída pode aumentar ou diminuir de acordo com a carga aplicada – daí a idéia de se usar um multímetro em paralelo com a carga para verificar se existe qualquer flutuação dependendo da carga. Neste caso faz sentido.

Fontes de alimentação usada nos PCs são do tipo chaveada e que trabalham de modo bastante diferente das fontes lineares. As fontes chaveadas utilizam um sistema de laço fechado, o que significa que a fonte mede suas tensões de saída e as corrige caso exista qualquer flutuação. Isto é feito pelo circuito controlador PWM, que é o responsável pelo chaveamento dos transistores do primário da fonte. Em outras palavras, caso exista qualquer flutuação nas tensões de saída, o circuito PWM saberá e imediatamente aumentará ou diminuirá o ciclo de trabalho do sinal aplicado aos transistores chaveadores de modo a corrigir isto. Como a frequência do sinal aplicado aos transistores está na faixa dos kHz, levaria apenas alguns microssegundos para a fonte de alimentação corrigir qualquer flutuação encontrada em suas saídas. Por isso nenhum multímetro seria capaz de medir flutuações em uma fonte de alimentação chaveada, caso exista.

Além disto, como a fontes de alimentação usadas nos PCs têm cinco saídas diferentes (+12 V, +5 V, + 5 VSB, +3,3 V e –12 V) você precisaria conectar cinco multímetros na fonte de alimentação ao mesmo tempo, e publicações que empregam esta metodologia normalmente usam apenas um multímetro, medindo as saídas em momentos diferentes, com condições diferentes (carga, temperatura, etc). Mesmo se você conectar cinco multímetros precisará ler os valores de todos eles ao mesmo tempo. Não conhecemos nenhum ser humano capaz de tal proeza, de ler e anotar os resultados de cinco instrumentos ao mesmo tempo. Mesmo que você seja realmente rápido, levará alguns segundos para fazer essas medidas. Como já explicamos antes, coisas dentro da fonte de alimentação do micro acontecem em microssegundos e diferenças de segundos fazem uma grande diferença.

Uma forma de empregar a metodologia acima corretamente é usar um dispositivo para capturar os valores de todas as cinco saídas ao mesmo tempo, como um coletor de dados digital. O problema é que mediríamos as tensões, que, sozinhas, não nos diz nada. Uma forma correta para testar uma fonte de alimentação usando esta metodologia é medir a corrente (e não a tensão) das cinco saídas ao mesmo tempo usando um coletor de dados, se você adicionar a carga correta na fonte de alimentação.

Um outro problema a respeito do uso de multímetros é a precisão. Nós não podemos garantir a precisão de multímetros de baixo custo. Além disso, se você colocar cinco multímetros, não podemos garantir que eles estejam calibrados entre si, mostrando exatamente os mesmos resultados quando medimos a mesma coisa.

Em nossa experiência, apenas fontes muito simples falham nos testes de regulação da tensão. Como os fabricantes não enviam este tipo de fonte para teste, e a maioria dos sites não compra produtos para serem testados (eles testam apenas o que os fabricantes mandam para eles), eles nunca verão uma única fonte falhando na regulação da tensão.

Usando um Osciloscópio

Outra falha na maioria dos testes de fontes de alimentação publicados na internet é a ausência do uso de um osciloscópio para avaliar os níveis de oscilação e ruído nas saídas da fonte. O engraçado é que este equipamento não é caro (você pode comprar um Stingray DS1M12, que é um osciloscópio baseado em PC, por cerca de US$ 220, nos EUA). As únicas justificativas para os sites não usarem um osciloscópio são: ou eles não têm ideia de como usar o aparelho e não estão dispostos a aprender ou não querem investir em seu próprio negócio. Ou as duas.

Em teoria as saídas de uma fonte devem apresentar uma linha perfeita quando vistas na tela de um osciloscópio, mas quando você dá um “zoom” nesta linha, pode ver algumas “imperfeições” nela, na ordem de alguns milivolts. A especificação ATX12V é muito clara em relação a quantidade de níveis de oscilação e ruído que uma fonte pode apresentar: 120 mV para as saídas +12 V e -12 V e 50 mV para as saídas +5 V e +3,3 V (todos os valores são de pico-a-pico). Portanto as fontes não devem ultrapassar esses valores e na verdade nós queremos ver saídas apresentando metade desses valores ou menos para considerar uma fonte de alimentação “excelente”.

Na Figura 1 você pode ver uma fonte de alimentação com baixos níveis de oscilação e ruído, enquanto que na Figura 2 você pode ver a situação inversa em uma fonte problemática. Até mesmo um usuário leigo pode ver que a fonte da Figura 2 pode causar algum problema no micro. E causa mesmo. Fontes que apresentam níveis de oscilação e ruído acima da especificação sobrecarregam os componentes do micro (especialmente os capacitores eletrolíticos da placa-mãe e das placas de vídeo) e podem fazer com que o micro apresente erros aleatórios (resets aleatórios, travamentos, tela azul da morte, etc).

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Figura 1: Fonte com baixo nível de oscilação e ruído.

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Figura 2: Fonte com alto nível de oscilação e ruído.

O problema, é claro, é que muitos sites recomendam fontes que apresentam elevados níveis de oscilação e ruído sem saber – já que eles simplesmente não testaram este parâmetro. Aqui está um excelente exemplo do que estamos falando: a Thermaltake TR2 750 W apresenta elevados níveis de oscilação/ruído como você pode ver aqui, mas recebeu o prêmio “Top Rank Award” deste site. E assim como este site, existem muitos outros por aí recomendando produtos ruins que podem danificar seu computador.

Teste de Carga

Outro maior problema com praticamente todos os testes de fontes de alimentação é o uso de uma carga inadequada.

Alguns sites usam micros comuns em seus testes de fontes de alimentação. O problema é que fontes de alimentação de alto desempenho atualmente podem fornecer pelo menos 600 W e micros comuns não conseguem extrair toda potência que a fonte pode fornecer. Mesmo se você usar um micro topo de linha com dois processadores, vários discos rígidos e até mesmo com quatro placas de vídeo, não conseguirá dizer qual a quantidade de potência que o micro está puxando em um determinado momento e nem mesmo a quantidade de potência que foi capaz de extrair da fonte, já que você não estará usando qualquer dispositivo de medida.

O melhor exemplo que podemos dar de como esta metodologia é falha é do site que recomendou uma fonte de 750 W que queima se você tentar extrair mais de 450 W dela.

Mesmo que você consiga montar um micro capaz de extrair esta quantidade significativa de potência da fonte você terá alguns problemas. Primeiro, você não sabe a quantidade de potência que está extraindo do micro. Por isso não há como você medir a eficiência (eficiência é a relação entre a quantidade de potência CC que está sendo fornecida ao micro e a potência CA que está sendo extraída da rede elétrica), mesmo que você tenha um wattímetro conectado na fonte. Segundo, a quantidade de potência que um micro extrai da fonte varia, mesmo se você deixar o micro rodando um mesmo programa por um longo tempo. Terceiro, você avaliará a fonte em apenas um cenário: a quantidade de potência que o seu micro está extraindo dela. Com apenas um computador você não pode avaliar como a fonte se sairá em diferentes cenários. E isto é imperativo especialmente se você quer medir a eficiência, porque a eficiência varia de acordo com a carga.

Portanto a única maneira correta de avaliar fontes de alimentação é usando testadores de carga ativos. Você pode ver uma lista dos sites que utilizam este tipo de equipamento aqui.

Conclusões

Nós temos um lema aqui no Clube do Hardware que é o seguinte: ou fazemos o negócio direito ou preferimos não fazer. Entre publicar um teste mal-feito com informações incorretas e/ou imprecisas e não publicar nada, nós ficamos com a segunda opção.

Nós esperamos que você tenha aprendido como identificar bons testes de fontes de alimentação e ver que a grande maioria dos sites utiliza metodologias erradas e que na verdade não dizem absolutamente nada sobre as reais capacidades de potência de uma fonte de alimentação. O pior é que alguns sites estão recomendando fontes de alimentação ruins com base em testes “furados” e imprecisos. E é importante ter em mente que só porque um site é “gringo” isso não significa que ele seja confiável e/ou saiba efetuar testes de fontes corretamente.

Se você testa fontes, não nos leve a mal. Nosso objetivo aqui é educar tanto usuários quanto pessoas responsáveis pelos testes para que tenham um maior conhecimento sobre fontes e o que não devem fazer. Uma sugestão? Em vez de chamar seus artigos de “teste”, “análise” ou “review”, chame-os de algo mais apropriado como “Primeiras Impressões”, por exemplo, caso você não esteja usando um testador de carga.

Nós devemos destacar que alguns sites fazem excelentes testes de fontes de alimentação. Uma lista desses sites pode se encontrada aqui.

Se você quer aprender mais sobre este assunto, não deixe de ler nosso tutorial Anatomia das Fontes Chaveadas e a descrição da metodologia usada em nossos testes de fontes de alimentação.

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