Teste da Fonte de Alimentação Antec EarthWatts 500 W

Introdução

A EarthWatts é uma série de fontes de alimentação da Antec com um visual espartano e a um custo relativamente baixo, mas capaz de fornecer uma eficiência de 80% e potência nominal rotulada a 50°C, além de ter PFC ativo e dois conectores para placas de vídeo para configuração SLI ou CrossFire. Vamos dar uma olhada a fundo no modelo de 500 W e ver se ele é capaz de fornecer sua potência rotulada.

Nas Figuras 1 e 2 você tem uma visão geral da EarthWatts 500 W. A ausência de um acabamento sofisticado faz com que esta fonte se pareça com modelos “genéricos” de baixo custo, mas não julgue um livro pela capa. Esta fonte de alimentação é na verdade um excelente produto, como veremos durante os testes.

A propósito, esta fonte de alimentação vem com o gabinete Antec Sonata III 500.

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Figura 1: Fonte de alimentação Antec EarthWatts 500 W.

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Figura 2: Fonte de alimentação Antec EarthWatts 500 W.

Apesar de esta fonte usar o projeto ATX tradicional com uma ventoinha de 80 mm em sua parte traseira, ela tem uma grande grade em sua parte frontal, aumentando o fluxo de ar dentro da fonte.

Esta fonte tem PFC ativo (Fator de Correção de Potência), um recurso padrão em fontes de alimentação topo de linha (você pode isto não só através da etiqueta na Figura 1, mas também pela ausência de uma chave 110V/220V, que não está presente em fontes de alimentação com este recurso). O circuito de PFC ativo oferece uma melhor utilização da rede elétrica e permite que esta fonte de alimentação esteja de acordo com leis européias, o que permite à Antec vendê-la neste continente (você pode ler mais sobre PFC em nosso tutorial Fontes de Alimentação).

A Antec afirma que esta fonte tem uma eficiência mínima de 80%. Quanto maior a eficiência melhor – uma eficiência de 80% significa que 80% da potência extraída da rede elétrica é convertida em potência nas saídas da fonte de alimentação e apenas 20% é desperdiçada, o que significa uma conta de luz mais baixa – só para você ter uma idéia, fontes de alimentação convencionais possuem uma eficiência inferior a 70%.

Como mencionamos, esta fonte é rotulada a 50°C. Com isso a Antec garante que você será capaz de extrair 500 W desta fonte de alimentação no mundo real. Claro que testaremos para ver se isto é verdade.

Esta fonte de alimentação vem com seis cabos de alimentação para periféricos: dois cabos de alimentação auxiliar para placas de vídeo com conectores de seis pinos, um cabo contendo três conectores de alimentação para periféricos e um conector de alimentação para a unidade de disquete, um cabo contendo três conectores para periféricos, e dois cabos contendo dois conectores de alimentação SATA cada.

Nós achamos que a quantidade de conectores é mais do que o suficiente para o usuário médio. Usuários entusiastas provavelmente precisarão de mais do que quatro conectores SATA, mas tais usuários comprariam uma fonte de alimentação diferente.

Todos os fios que saem desta fonte são de 18 AWG, o que é perfeito para uma fonte de alimentação nesta faixa de potência.

No que diz respeito à estética, esta fonte de alimentação não tem um acabamento de proteção de nylon em todos os seus fios, somente nos fios do conector de alimentação principal da placa-mãe.

Apesar de a Antec ter pagado para ter seu próprio número UL, esta fonte de alimentação é na verdade fabricada pela Seasonic.

Por Dentro da EarthWatts 500 W

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 na página seguinte discutiremos em detalhes a qualidade e as características dos componentes usados.

Nós podemos apontar várias diferenças entre esta fonte de alimentação e uma fonte genérica: a qualidade da construção da placa de circuito impresso; o uso de mais componentes no estágio de filtragem de transientes; o circuito PFC ativo; a potência de todos os componentes; o projeto; etc.

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Figura 3: Visão geral.

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Figura 4: Visão geral.

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Figura 5: 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.

Nesta seção esta fonte de alimentação é impecável, já que ela tem mais componentes do que o necessário – um capacitor X extra, uma bobina extra e um núcleo de ferrite no cabo que vem da rede elétrica. Esta fonte tem ainda um capacitor X e dois capacitores Y localizado após a ponte de retificação.

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Figura 6: Estágio de filtragem de transientes (parte 1).

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Figura 7: Estágio de filtragem de transientes (parte 2).

Agora vamos discutir em mais detalhes sobre os componentes usados na EarthWatts 500 W.

Análise do Primário

Nós estávamos bastante curiosos para verificarmos quais componentes foram escolhidos para a seção de potência desta fonte de alimentação e também como eles foram interligados, ou seja, o projeto usado. Estávamos dispostos a ver se os componentes realmente forneceriam a potência anunciada pela BFG.

De todas as especificações técnicas descritas no databook de cada componente, estávamos mais interessados na corrente máxima em modo contínuo, dada em ampères (A). Para encontrar a potência máxima teórica do componente em watts podemos usar a fórmula P = V x I, onde P é a potência em watts, V é a tensão em volts e I é a corrente em ampères.

Nós precisamos saber também em que temperatura o fabricante do componente mediu a sua corrente máxima (esta informação também pode ser encontrada no databook do componente). Quanto maior a temperatura, menor é a corrente que semicondutores conseguem fornecer. Correntes dadas a temperaturas menores do que 50º C não são boas, já que temperaturas abaixo desta não refletem as reais condições de trabalho da fonte de alimentação.

Lembre-se que isto não significa que a fonte de alimentação fornecerá a corrente máxima de cada componente, já que a potência máxima que a fonte de alimentação pode fornecer depende de outros componentes usados – como o transformador, bobinas, capacitores, o layout da placa de circuito impresso e a bitola dos fios – não apenas das especificações principais dos componentes que iremos analisar.

Para uma melhor compreensão do que iremos falar aqui, sugerimos que você leia nosso tutorial Anatomia das Fontes de Alimentação Chaveadas.

Esta fonte de alimentação usa uma ponte de retificação GBU806 em seu estágio primário, que pode fornecer até 8 A (a 100º C). Este componente é mais do que adequado para uma fonte de 500 W. O motivo é que em 115 V esta unidade poderia puxar até 920 W da rede elétrica; assumindo uma eficiência típica de 80%, essa ponte permitiria esta fonte de alimentação entregar até 736 W sem a queima desse componente. É claro que estamos falando especificamente deste componente e o limite real vai depender de todos os demais componentes usados nesta fonte de alimentação.

No circuito PFC desta fonte são usados dois transistores MOSFET FQH18N50V2 capazes de fornecer até 20 A a 25°C ou 12,7 A a 100°C em modo contínuo ou até 80 A em modo pulsante.

Na seção de chaveamento outros dois transistores de potência MOSFET FQH18N50V2 são usados na configuração de chaveamento direto com dois transistores.

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Figura 8: Ponte de retificação e transistores chaveadores.

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Figura 9: Transistores do PFC ativo e diodo.

Esta fonte de alimentação usa um circuito integrado CM6800, que engloba um controlador de PFC ativo e um controlador PWM. Este circuito está localizado em uma pequena placa de circuito impresso mostrada na Figura 10.

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Figura 10: Circuito integrado controlador do PFC ativo e PWM.

Análise do Secundário

Esta fonte usa quatro retificadores Schottky em seu secundário.

A saída de +12 V é produzida por dois retificadores Schottky SBR30A50CT instalados em paralelo, cada um suportando até 30 A (15 A por diodo interno a 25º C). A corrente máxima teórica que a linha de +12 V 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 responsável pela retificação (neste caso, formado por dois diodos de 15 A em paralelo). Apenas como um exercício teórico podemos assumir um ciclo de carga de 30%. Isto nos daria uma corrente máxima teórica de 43 A ou 514 W para a saída de +12 V. A corrente máxima que esta linha pode realmente fornecer depende dos demais componentes usados, em particular da bobina.

A saída de + 5V é produzida por um retificador Schottky STPS30L30CT, que suporta até 30 A (15 A por diodo interno a 140° C). A corrente máxima teórica que a linha de +5 V 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 responsável pela retificação (neste caso um diodo de 15 A). Apenas como um exercício teórico podemos assumir um ciclo de carga de 30%. Isto nos daria uma corrente máxima teórica de 21 A ou 107 W para a saída de +5 V. A corrente máxima que esta linha pode realmente fornecer depende dos demais componentes usados, em particular da bobina.

A saída de +3,3 V é produzida por outro retificador Schottky STPS30L30CT que suporta até 30 A (15 A por diodo interno a 140° C). Usando os mesmos cálculos apresentados acima a saída de +3,3 V tem uma corrente máxima teórica de 21 A ou 71 W.

Apesar de esta fonte ter um retificador separado para a saída de +3,3 V, este retificador é ligado na mesma saída do transformador que a linha de +5 V. Portanto a corrente máxima que essas linhas podem fornecer dependerá muito do transformador.

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Figura 11: Três dos quatro retificadores Schottky usados no secundário. O outro retificador está no outro lado do dissipador de calor.

Esta fonte de alimentação usa um sensor térmico semicondutor muito pequeno e que está instalado no lado da solda da placa de circuito impresso, entre o transformador e os retificadores de +12 V. Este sensor é usado para controlar a velocidade de rotação da ventoinha de acordo com a temperatura interna da fonte.

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Figura 12: Sensor térmico.

Nesta fonte o capacitor do PFC ativo é rotulado a 85º C, enquanto que os capacitores eletrolíticos do secundário são rotulados a 105º C e são fabricados pela OST, uma empresa taiuanesa.

Distribuição da Potência

Na Figura 13 você pode ver a etiqueta contendo todas as especificações de alimentação da Earthwatts 500 W. Como já mencionamos, a Antec rotulou esta fonte a 50°C (esta informação encontra-se no site deles).

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Figura 13: Etiqueta da fonte de alimentação.

Como você pode ver esta fonte de alimentação tem dois barramentos virtuais, cada um rotulado a 17 A. Esses barramentos estão distribuídos da seguinte forma:

+12V1: Cabo de alimentação principal da placa-mãe, ATX12V, EPS12V.
+12V2: Todos os cabos periféricos.

Nós achamos que a Antec fez um excelente trabalho no balanceamento de um produto com dois barramentos.

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. Todos os testes descritos abaixo foram feitos com uma temperatura ambiente entre 43°C e 49,5°C. Durante nossos testes a temperatura da fonte de alimentação ficou entre 47°C e 52°C.

Primeiro nós testamos esta fonte com cinco padrões diferentes 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.

+12V2 é a segunda entrada de +12V do nosso testador de carga e neste teste ela foi ligada ao conector EPS12V da fonte de alimentação.

Como na etiqueta da fonte de alimentação consta um limite de 17 A para cada barramento e uma potência máxima de 408 W para a saída de +12V nós mantivemos esses limites em nosso teste número 5, e por isso neste teste você verá uma corrente para as linhas de +5 V e +3,3 V um pouco maior do que gostaríamos de usar. Nós, é claro, extraímos acima do limite desta fonte para ver o que acontecia (os resultados estão na próxima página).

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.

Entrada	Teste 1	Teste 2	Teste 3	Teste 4	Teste 5
+12V1	4 A (48 W)	8 A (96 W)	11 A (132 W)	14 A (168 W)	17 A (204 W)
+12V2	3 A (36 W)	6 A (72 W)	10 A (120 W)	14 A (168 W)	17 A (204 W)
+5V	1 A (5 W)	2 A (10 W)	4 A (20 W)	6 A (30 W)	9 A (45 W)
+3,3 V	1 A (3,3 W)	2 A (6,6 W)	4 A (13,2 W)	6 A (19,8 W)	9 A (29,7 W)
+5VSB	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1,5 A (7,5 W)	2 A (10 W)	2,5 A (12,5 W)
-12 V	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,8 W (9,6 W)
Total	102 W	193 W	295 W	396 W	497 W
% Carga Máx	20,4%	38,6%	59,0%	79,2%	99,4%
Resultado	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Estabilidade da tensão	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Ripple e Ruído	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Potência CA (1)	116 W	220 W	341 W	468 W	606 W
Eficiência (1)	87,9%	87,7%	86,5%	84,6%	82,0%
Potência CA (2)	121,8 W	227,3 W	350,3 W	480,6 W	616,0 W
Eficiência (2)	83,7%	84,8%	83,9%	82,1%	79,8%
Tensão CA	111,6 V	110,9 V	109,7 V	108,4 V	106,4 V
Fator de Potência	0,988	0,992	0,996	0,997	0,998
Resultado Final	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada

Atualizado em 25/06/2009: Nós re-testamos esta fonte de alimentação usando o nosso novo wattímetro GWInsteak GPM-8212, que é um instrumento de precisão, apresentando precisão de 0,2% e, desta forma, lendo os valores corretos para a potência CA e eficiência (resultados marcados com "2" na tabela acima; os resultados marcados com "1" foram medidos com o nosso wattímetro anterior da Brand Electronics, que não é tão preciso como você pode ver). Nós também adicionamos valores para a tensão CA durante nossos testes, o que é importante de se saber, já que a eficiência é diretamente proporcional à tensão CA (quanto maior a tensão, maior é a eficiência). Fabricantes normalmente divulgam a eficiência com a fonte trabalhando em 230 V, o que infla a eficiência anunciada. Outro parâmetro que adicionamos foi o fator de potência, que mede a eficiência do circuito PFC ativo da fonte de alimentação. Este número tem de estar o mais próximo de 1 o possível. Em carga leve (carga de 20%, isto é, 100 W) o circuito PFC ativo desta fonte não foi tão bom quando operando a cargas mais altas, mas 0,988 ainda é um resultado extraordinário.

A EarthWatts 500 W pôde realmente fornecer 500 W a 47° C como prometido pela Antec, com uma alta eficiência entre 84%-85% se você puxar até 60% da sua potência máxima rotulada (isto é, até 300 W). Com carga de 80% de sua capacidade (400 W) a eficiência caiu para 82,1%, ainda um bom número. Mas em carga total a eficiência ficou ligeiramente abaixo de 80%.

Todas as tensões estavam extremamente estáveis, dentro de um limite de 3% da tensão nominal – o que é realmente excelente, já que o limite é de 5% –, exceto a saída de -12 V. Este saída estava em -11,02 V, -11,16 V, -11,31 V, -11.45 V e -11,48 V. Apesar do padrão ATX12V definir uma tolerância para a saída de -12V de 10% (o que significa que ela pode oscilar entre -10,80 V e -13,20 V) nós gostaríamos de ver um valor mais próximo da tensão nominal de -12V.

Nós ficamos realmente impressionado com o baixo nível de ruído elétrico produzido por esta fonte, o menos que vimos até hoje. O ruído na entrada de +12V1 foi entre 13 e 14,6 mV nos testes 1, 2 e 3, aumentado para 18 mV no teste 4 e 23,2 mV no teste 5, muito distante do limite de 120 mV. O ruído na linha de+5V foi entre 7,4 mV e 9 mV durante nossos teste, também muito distante do limite de 50 mV. O ruído na linha de +3,3 V também foi muito baixo nos teste 1 ao 4 (entre 6,2 mV e 7,8 mV) mas aumentou muito no teste 5 (19,2 mV), provavelmente porque tivemos que aumentar a corrente nesta linha mais do que o normal, como explicamos no início desta página. Todos esses números são valores de pico-a-pico. Abaixo nós mostramos o nível de ruído encontrado nas saídas da fonte de alimentação enquanto que ela estava operando em sua carga máxima (teste número cinco).

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Figura 14: Nível de ruído na entrada de +12V1 do testador de carga.

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Figura 15: Nível de ruído na entrada de +12V2 do testador de carga.

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Figura 16: Nível de ruído na entrada de +5V do testador de carga.

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Figura 17: Nível de ruído na entrada de +3,3V do testador de carga.

Testes de Sobrecarga

Após esses testes nós tentamos extrair ainda mais potência da Antec EarthWatts 500 W. Abaixo você pode ver a quantidade máxima de potência que conseguimos extrair desta fonte mantendo-a funcionando com suas tensões e nível de ruído dentro da sua faixa de operação normal. Durante este teste a temperatura ambiente era de 46°C e a fonte de alimentação estava trabalhando a 47º C.

Entrada	Máximo
+12V1	20 A (240 W)
+12V2	20 A (240 W)
+5V	9 A (45 W)
+3,3 V	9 A (29,7 W)
+5VSB	2,5 A (12,5 W)
-12 V	0,8 A (9,6 W)
Total	577 W
% Carga Máx	115,4%
Potência CA (1)	700 W
Eficiência (1)	82,4%
Potência CA (2)	714,0 W
Eficiência (2)	78,3%
Tensão CA	105,8 V
Fator de Potência	0,998

Considere os resultados marcados com "2", que são os corretos, medidos com nosso wattímetro de precisão.

Aqui o nível de ruído aumentou um pouco nas entradas de +12V, atingindo 26,2 mV em +12V1 e 25 mV em +12V2. Esses resultados são espetaculares (o limite é de 120 mV e qualquer fonte capaz de manter um nível de ruído abaixo de 60 mV é um bom produto e estamos falando de uma fonte cujo nível de ruído é praticamente cinco vezes menor do que o limite). O ruído nas outras saídas permaneceu o mesmo.

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Figura 18: Nível de ruído na entrada de +12V1 do testador de carga.

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Figura 19: Nível de ruído na entrada de +12V2 do testador de carga.

Nós tentamos extrair ainda mais potência da fonte, mas ela não ligou – indicando que a proteção contra sobrecarga de potência (OPP) entrou em ação, o que é excelente. Nós conseguimos ir além do limite da fonte de alimentação, mas não ao ponto de queimarmos a fonte.

Nesta fonte a proteção contra sobrecarga de corrente (OCP) está desabilitada ou está configurada com um valor acima de 33 A. Nós fizemos um teste simples: configuramos a linha de +12V1 com 5 A e então aumentamos a linha de +12V2 com 33 A, e a fonte de alimentação funcionou bem. Como a etiqueta diz que a corrente máxima é de 17 A por barramento a fonte não deveria permitir isto.

A proteção contra curto-circuito (SCP) funcionou bem para ambas as linhas de +5V e +12V.

Durante nossos testes nós vimos a velocidade de rotação da ventinha mudar de acordo com o aumento da temperatura interna da fonte. Abaixo de 30°C ela girou lentamente, praticamente não produzindo ruído, e após esta temperatura ela começou aumentar sua velocidade de rotação, que também aumentou o nível de ruído. Mas mesmo com ela trabalhando na sua velocidade de rotação máxima ela não produziu muito ruído.

Outra coisa interessante nesta fonte de alimentação é que ela não esquenta muito. Na verdade ela nos deu muito trabalho para aumentarmos a temperatura dentro de nossa “caixa térmica”. Mesmo trabalhando com a sua carga máxima nós tivemos que esperar mais de 15 minutos até que nossa “caixa térmica” atingisse a temperatura mínima de 45° C. Com fontes de alimentação topo de linha nós conseguimos esquentar nossa “caixa térmica” em poucos minutos.

Principais Especificações

As principais especificações técnicas da fonte de alimentação Antec EarthWatts 500 W são:

ATX12V 2.2.
Potência nominal rotulada: 500 W a 50°C.
Potência máxima medida: 577 W a 46°C.
Eficiência rotulada: 80%.
Eficiência medida: Entre 79,8% e 84,8% em 115 V (nominal, ver resultados completos para a tensão realmente usada).
PFC ativo: Sim.
Conectores da placa-mãe: Um conector 20/24 pinos, um conector ATX12V e um conector EPS12V.
Conectores dos periféricos: Dois cabos de alimentação para placas de vídeo (seis pinos), um cabo contendo três conectores de alimentação para periféricos e um conector de alimentação para a unidade de disquete, um cabo contendo três conectores de alimentação para periféricos e dois cabos contendo dois conectores de alimentação SATA cada.
Proteções: Informação não disponível.
Garantia: 3 anos nos EUA. No Brasil a garantia dependerá do distribuidor.
Mais informações: http://www.antec.com
Verdadeiro fabricante: Seasonic.
Preço médio nos EUA*: US$ 90,00.

* Pesquisado no Shopping.com no dia da publicação deste teste.

Conclusões

A Antec EarthWatts 500 W oferece uma das melhores relações custo/benefício para o usuário médio: ela é uma fonte de alimentação de 500 W relativamente barata que pode fornecer até 577 W a 46°C, tem alta eficiência (entre 84% e 85% se você puxar até 300 W; 82% se você puxar 400 W; mas cai para 79,8% se você puxar os seus 500 W - esta fonte claramente não foi feita para trabalhar a 500 W, mas é um excelente produto para o usuário comum com um PC típico), baixo nível de ruído elétrico, é silenciosa e oferece dois cabos de alimentação para placas de vídeo. Sem falar que ela sobreviveu aos nossos testes sem queimar.

Esta fonte é um produto sensacional e como dissemos anteriormente não julgue um livro pela capa, haja vista que esta fonte se parece muito externamente com fontes de alimentação genéricas.

A quantidade de cabos disponíveis nesta fonte é mais do que o suficiente para o usuário médio, mas usuários que precisam de mais do que quatro conectores SATA terão que escolher outro produto ou usar adaptadores para converter plugues de alimentação convencionais em plugues de alimentação SATA. Mas em nossa opinião este tipo de usuário vai procurar por um produto topo de linha de qualquer maneira.

Se você é um usuário normal que quer apenas uma fonte de alimentação honesta e não quer pagar mais por uma pintura sofisticada então esta fonte é o produto certo para você.

Outra opção é comprar o gabinete Antec Sonata III 500, que custa nos EUA cerca de US$ 120 e já vem com esta fonte instalada. Realmente um excelente negócio.

A grande questão, como sempre, é por quanto esta fonte chegará ao Brasil. Infelizmente produtos que são voltados a usuários “comuns” nos EUA e Europa acabam chegando por aqui tão caros que se tornam produtos voltados para uma pequena elite, fugindo completamente do propósito inicial do produto.