Teste da Fonte de Alimentação 3R System iCEAGE IA450HP80 450 W

Introdução

Temos sempre um prazer especial em testarmos fontes de alimentação de marcas que ainda não testamos. Por isso que estávamos ansiosos para testar o modelo de 450 W da sul-coreana 3R System, que começará a ser vendida em breve no Brasil. Será que ela é uma boa fonte? Confira.

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Figura 1: Fonte de alimentação 3R System iCEAGE IA450HP80.

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Figura 2: Fonte de alimentação 3R System iCEAGE IA450HP80.

A fonte de alimentação 3R System iCEAGE IA450HP80 mede 16 cm de profundidade e tem uma ventoinha de 140 mm localizada em sua parte inferior. Esta fonte não tem circuito PFC ativo, como você pode ver pela presença de uma chave 115 V/230 V na Figura 1. Esta fonte está disponível também em uma versão que funciona apenas na tensão de 230 V. Apesar de ela não ter PFC, internamente a fonte usa um projeto que é mais moderno do que o usado por fontes de baixo custo, como explicaremos depois.

Ela não tem sistema de cabeamento modular e todos os cabos possuem proteção de nylon, que sai de dentro da fonte. Os cabos inclusos são:

Cabo principal da placa-mãe com um conector de 20/24 pinos (55 cm).
Um cabo com dois conectores ATX12V que juntos formam um conector EPS12V (60 cm).
Dois cabos com um conector de seis/oito pinos para placas de vídeo cada (40 cm).
Dois cabos com três conectores de alimentação SATA cada (40 cm até o primeiro conector; 15 cm entre os conectores).
Um cabo com dois conectores de alimentação padrão para periféricos (40 cm até o primeiro conector; 15 cm entre os conectores).
Um cabo com dois conectores de alimentação padrão para periféricos e um conector de alimentação para a unidade de disquete (40 cm até o primeiro conector; 15 cm entre os conectores).

Esta configuração é compatível com um produto de 450 W. Todos os cabos utilizam fios 18 AWG, que é o mínimo recomendado.

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Figura 3: Cabos.

Vamos agora dar uma olhada no interior desta fonte de alimentação.

Por Dentro da 3R System iCEAGE IA450HP80

Nós decidimos desmontar esta fonte de alimentação para vermos qual projeto e componentes foram utilizados. Leia nosso tutorial Anatomia das Fontes de Alimentação Chaveadas para entender como uma fonte de alimentação trabalha internamente e para comparar esta fonte de alimentação com outras.

Nesta página teremos uma visão geral, enquanto que nas páginas seguintes discutiremos em detalhes a qualidade e as especificações dos componentes usados. Como você pode ver, o dissipador de calor do secundário tem um heatpipe instalado.

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Figura 4: Visão geral.

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Figura 5: Visão geral.

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Figura 6: Visão geral.

Estágio de Filtragem de Transientes

Como mencionamos em outros testes, a primeira coisa que gostamos de ver quando abrimos uma fonte de alimentação para termos uma idéia da sua qualidade é o estágio de filtragem de transientes. Os componentes recomendados para este estágio são duas bobinas de ferrite, dois capacitores cerâmicos (capacitores Y, normalmente azuis), um capacitor de poliéster metalizado (capacitor X) e um varistor (MOV). Em fontes de alimentação genéricas são usados menos componentes do que o recomendado, normalmente removendo o varistor, que é essencial para eliminar picos de energia provenientes da rede elétrica, e a primeira bobina.

Embora esta fonte tenha um capacitor X a mais do que o mínimo necessário, ela não tem um varistor, que é o componente responsável por eliminar picos de energia provenientes da rede elétrica.

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Figura 7: Estágio de filtragem de transientes (parte 1).

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Figura 8: Estágio de filtragem de transientes (parte 2).

Agora vamos discutir em mais detalhes sobre os componentes usados 3R System iCEAGE IA450HP80.

Análise do Primário

Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da 3R System iCEAGE IA450HP80. Para uma melhor compreensão do que iremos falar aqui, sugerimos a leitura do nosso tutorial Anatomia das Fontes de Alimentação Chaveadas.

Esta fonte usa uma ponte de retificação KBU806, que suporta até 8 A a 100º C se um dissipador de calor for usado, o que não é o caso. Em uma rede elétrica de 115 V esta fonte seria capaz de extrair até 920 W; assumindo uma eficiência de 80%, esta ponte permitiria que esta fonte fornecesse até 736 W sem a sua queima. É claro que estamos falando apenas deste componente e o limite real dependerá de outros componentes da fonte de alimentação.

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Figura 9: Ponte de retificação.

Normalmente fontes de alimentação de baixo custo sem circuito PFC ativo são baseadas no obsoleto projeto meia-ponte. Para nossa surpresa a iCEAGE IA450HP80 é baseada na configuração de chaveamento direto com dois transistores, a mesma utilizada por fontes com PFC ativo. Esta é a primeira vez que vimos uma fonte de alimentação sem PFC usar esta topologia.

Na seção de chaveamento outros dois transistores de potência MOSFET 2SK4108 são usados na configuração direta com dois transistores, como mencionamos no parágrafo anterior. Cada transistor suporta até 20 A a 25º C em modo contínuo ou até 80 A a 25º C em modo pulsante. Infelizmente o fabricante não informou os limites de corrente em 100º C. Esses transistores possuem uma resistência máxima de 210 mΩ quando estão ligados, característica chamada RDS(on). Este número indica a quantidade de potência que será desperdiçada, portanto quanto menor este valor melhor, já que menos potência será desperdiçada, aumentando assim a eficiência.

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Figura 10: Transistores chaveadores.

Os transistores chaveadores são controlados por um controlador PWM UC3843.

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Figura 11: Controlador PWM.

Vamos agora dar uma olhada no secundário desta fonte de alimentação.

Análise do Secundário

Esta fonte tem cinco retificadores Schottky em seu secundário.

A corrente máxima teórica que cada linha pode fornecer é dada pela fórmula I / (1 - D), onde D é o ciclo de trabalho usado e I é a corrente máxima suportada pelo diodo de retificação. Apenas como um exercício, nós podemos assumir um ciclo de trabalho típico de 30%.

A saída de +12 V é produzida por dois retificadores Schottky STPS20S100CT, cada um suportando até 20 A (10 A por diodo interno a 150º C, queda de tensão máxima de 0,71 V), o que nos dá uma corrente máxima teórica de 29 A ou 343 W para a saída de +12 V.

A saída de +5 V é produzida por dois retificadores Schottky STPS30S45CW, cada um suportando até 30 A (15 A por diodo interno a 110º C, queda de tensão máxima de 0,57 V), o que nos dá uma corrente máxima teórica de 43 A ou 214 W para a saída de +5 V.

A saída de +3,3 V é produzida por outro retificador Schottky STPS30S45CW, o que nos dá uma corrente máxima teórica de 21 a ou 71 W para a saída de +3,3 V.

Todos esses valores são teóricos. A quantidade real de corrente/potência que cada saída pode fornecer é limitada por outros componentes, especialmente pelas bobinas usadas em cada saída.

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Figura 12: Retificadores de +3,3 V, +12 V e +5 V.

As saídas são monitoradas por um circuito de integrado WT751002, que suporta apenas as proteções contra subtensão (UVP) e sobretensão (OVP). Qualquer outra proteção que esta fonte possa ter é implementada fora deste circuito integrado.

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Figura 13: Circuito integrado de monitoramento.

Distribuição da Potência

Na Figura 14 você pode ver a etiqueta contendo todas as especificações de potência desta fonte.

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Figura 14: Etiqueta da fonte de alimentação.

Como você pode ver, de acordo com a etiqueta esta fonte tem dois barramentos de +12 V. Mas na verdade internamente ela tem apenas um barramento de +12 V e, portanto, é uma fonte com apenas um barramento. O que acontece é que a 3R System incluiu circuitos de filtragem separados para os dois grupos de fios que eles chamaram de +12V1 e +12V2, o que é ótimo. Mas o que constitui um projeto com dois barramentos é a presença de dois circuitos de proteção contra sobrecarga de corrente (OCP), que esta fonte não tem. Leia nosso tutorial Tudo o Que Você Precisa Saber Sobre as Proteções da Fonte de Alimentação.

Vamos agora ver se esta fonte pode realmente fornecer 450 W.

Testes de Carga

Nós fizemos vários testes com esta fonte de alimentação como descrevemos em nosso artigo Nossa Metodologia de Testes de Fontes de Alimentação.

Primeiro nós testamos esta fonte com cinco diferentes padrões de carga, tentando extrair em torno de 20%, 40%, 60%, 80% e 100% da sua capacidade máxima rotulada (na linha “% Carga Máx” nós listamos a porcentagem usada), observando como a fonte testada se comportava em cada carga. Na tabela abaixo nós listamos os padrões de carga usados e os resultados para cada carga.

Se você somar todas as potências listadas para cada teste você pode encontrar um valor diferente do que publicamos na linha “Total” abaixo. Como cada saída pode ter uma pequena variação (por exemplo, a saída de +5V trabalhando a 5,10 V) a quantidade total de potência sendo fornecida é um pouco diferente do valor calculado. Na linha “Total” estamos usando a quantidade real de potência sendo fornecida, medida pelo nosso testador de carga.

+12VA e +12VB são as entradas independentes de +12 V do nosso testador de carga. Durante este teste ambas foram conectadas no único barramento da fonte (a entrada +12VB foi ligada no conector EPS12V da fonte e todos os outros cabos foram conectados na entrada +12VA do testador de carga).

Nota: Nós agora estamos usando os nomes +12VA e +12VB para as duas entradas do nosso testador de carga porque algumas pessoas estavam achando que os nomes “+12V1” e “+12V2” presentes em nossa tabela se referiam aos barramentos da fonte, o que não é o caso.

Entrada	Teste 1	Teste 2	Teste 3	Teste 4	Teste 5
+12VA	3 A (36 W)	6,5 A (78 W)	9,5 A (114 W)	13 A (156 W)	16 A (192 W)
+12VB	3 A (36 W)	6,5 A (78 W)	9,5 A (114 W)	13 A (156 W)	16 A (192 W)
+5V	1 A (5 W)	2 A (10 W)	4 A (20 W)	5 A (25 W)	7 A (35 W)
+3,3 V	1 A (5 W)	2 A (6,6 W)	4 A (13,2 W)	5 A (16,5 W)	7 A (23,1 W)
+5VSB	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1,5 A (7,5 W)	2 A (10 W)
-12 V	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)
Total	90,4 W	182,1 W	270,0 W	360,9 W	449,0 W
% Carga Máx.	20,1%	40,5%	60,0%	80,2%	99,8%
Temp. Ambiente	44,9º C	43,6º C	43,6º C	45,2º C	47,0º C
Temp. Fonte	43,7º C	43,9º C	44,1º C	42,8º C	46,8º C
Regulação da Tensão	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Oscilação e Ruído	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Potência CA	111,9 W	218,1 W	325,2 W	441,0 W	561,0 W
Eficiência	80,8%	83,5%	83,0%	81,8%	80,0%
Tensão CA	118,3 V	117,3 V	116,4 V	115,2 V	113,9 V
Fator de Potência	0,604	0,652	0,674	0,688	0,700
Resultado Final	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada

A iCEAGE IA450HP80 da 3R System pode realmente fornecer sua potência rotulada em altas temperaturas.

Esta fonte apresentou eficiência entre 80% e 83% durantes nossos testes, o que é excelente para um produto de baixo custo. Na verdade, esta é a primeira fonte sem PFC ativo que vimos obter eficiência acima de 80% em todos os testes graças à seção de chaveamento direto com dois transistores, incomum de ser usada em fontes desta categoria.

A regulação da tensão foi sensacional, com todas as tensões dentro de 3% de seus valores nominais (incluindo a saída de -12 V) – ou seja, valores mais próximos dos nominais do que o requerido pela especificação ATX12V (5% de seus valores nominais; 10% para a saída de -12 V).

Os níveis de oscilação e ruído mantiveram-se baixos o tempo todo, exceto na saída de +3,3 V durante o teste cinco, onde esta saída operou em seu nível máximo permitido. Abaixo você pode ver os resultados para o teste cinco. O máximo permitido é 120 mV para a saída de +12 V e 50 mV para as saídas de +5 V e +3,3 V. Todos os valores são de pico-a-pico.

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Figura 15: Entrada +12VA do testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 449 W (34,6 mV).

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Figura 16: Entrada +12VB do testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 449 W (40,8 mV).

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Figura 17: Barramento de +5 V com a fonte de alimentação fornecendo 449 W (23 mV).

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Figura 18: Barramento de +3,3 V com a fonte de alimentação fornecendo 449 W (50 mV).

Vamos agora ver se conseguimos extrair mais de 450 W desta fonte.

Testes de Sobrecarga

Primeiro nós tentamos ver se a proteção contra sobrecarga de corrente estava ativa; nós aumentamos as correntes da fonte e ela não desligou.

Em seguida nós tentamos extrair o máximo que conseguimos mantendo a fonte trabalhando dentro da especificação ATX12V. Os resultados você pode ver abaixo. Neste teste o nível de ruído em +3,3 V já estava acima do máximo permitido.

Entrada	Máximo
+12V1	20 A (240 W)
+12V2	20 A (240 W)
+5V	10 A (50 W)
+3,3 V	10 A (33 W)
+5VSB	2 A (10 W)
-12 V	0,5 A (6 W)
Total	565,5 W
% Carga Máx.	125,7%
Temp. Ambiente	47,0º C
Temp. Fonte	46,8º C
Potência CA	736,0 W
Eficiência	76,8%
Tensão CA	112,0 V
Fator de Potência	0,712

Principais Especificações

As principais especificações técnicas da fonte de alimentação 3R System iCEAGE IA450HP80 incluem:

ATX12V 2.3
Potência nominal rotulada: 450 W.
Potência máxima medida: 565,5 W a 47º C.
Eficiência rotulada: 80%
Eficiência medida: Entre 80% e 83% em 115 V (nominal, ver resultados completos para a tensão realmente usada).
PFC ativo: Não.
Sistema de cabeamento modular: Não.
Conectores de alimentação da placa-mãe: Um conector de 20/24 pinos e dois conectores ATX12V que juntos formam um conector EPS12V.
Conectores de alimentação da placa de vídeo: Dois conectores de seis/oito pinos em cabos separados.
Conectores de alimentação SATA: Seis em dois cabos.
Conectores de alimentação para periféricos: Quatro em dois cabos.
Conectores de alimentação da unidade de disquete: Um.
Proteções: Informação não disponível.
Garantia: Informação não disponível.
Mais informações: http://www.3rsys.com
Preço médio no Brasil: Esta fonte ainda não é vendida no Brasil, mas começará a ser em breve. De acordo com o fabricante ela será encontrada na faixa dos R$ 150,00.

Conclusões

A 3R System iCEAGE IA450HP80 nos surpreendeu. Embora ela seja uma fonte de alimentação de baixo custo, ela obteve alta eficiência acima de 80% durante todo o tempo (atingindo 83%), o que é fantástico para um produto que não tem certificação 80 Plus. Na verdade esta é a primeira vez que vimos uma fonte sem circuito PFC ativo obter este desempenho – que foi possível graças à utilização da configuração de chaveamento direto com dois transistores. Também foi a primeira vez que vimos uma fonte sem PFC ativo usar este projeto.

A regulação da tensão foi sensacional, com todas as tensões dentro de 3% de seus valores nominais (incluindo a saída de -12 V) – ou seja, valores mais próximos dos nominais do que o definido pela especificação ATX12V (5% de seus valores nominais; 10% para a saída de -12 V).

Os níveis de oscilação e ruído mantiveram-se baixos o tempo todo, exceto na saída de +3,3 V quando extraímos 450 W desta fonte.

Esta fonte é perfeita para o mercado brasileiro por ser BBB: boa, bonita e barata.

Obs: O distribuidor acabou de nos informar que esta fonte sairá na faixa dos R$ 150,00 para o consumidor final. O primeiro lote importado será de fontes operando a 230 V somente (é importante notar que testamos a fonte com chave 115 V/230 V a 115 V; fontes operando a 230 V tradicionalmente obtêm uma eficiência maior do que operando a 115 V), mas do segundo lote em diante o distribuidor trará fontes com a chave 115 V/230 V.

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