Teste da Fonte de Alimentação Antec Signature 650
Por Gabriel Torres e Cássio Lima em 02 de dezembro de 2008

Introdução

Produto Recomendado Clube do Hardware

A nova Signature Series da Antec é uma linha de fontes de alimentação “premium”, o que significa que os produtos desta série (até o momento apenas modelos de 650 W e 850 W foram lançados) têm especificações mais “apertadas”. Por exemplo, a regulação de tensão possui uma tolerância de 3% em vez de 5% (7% em vez de 10% para a saída de -12 V). É dado a entender que esta linha tem uma eficiência muito alta, embora na tabela de especificações a Antec liste a eficiência como “mínimo de 80%”. A Signature 650, também conhecida como SG-650, tem sistema de cabeamento modular e apenas uma ventoinha de 80 mm, que o fabricante diz ser mais silenciosa do que outras soluções de 80 mm. Vamos dar uma olhada no interior desta fonte e ver porque ela é tão mais cara do que outras fontes.

Claro que esta fonte tem PFC ativo, o que permite a Antec vendê-la na Europa. Por isso que ela também tem seleção automática da tensão.

A Signature 650 vem em uma caixa “chique”, como você pode ver na Figura 1.

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Figura 1: Caixa da Antec Signature 650.

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Figura 2: Antec Signature 650.

Esta fonte é maior do que outros produtos da mesma faixa de potência, tendo 18 cm de profundidade em vez de 16 cm ou 14 cm.

Como mencionamos, este produto tem apenas uma ventoinha de 80 mm em sua parte traseira, da mesma forma que fontes de alimentação antigas. Nós gostamos quando as fontes de alimentação têm uma ventoinha de 120 mm ou maior em sua parte inferior já que ventoinhas maiores oferecem um maior fluxo de ar (o que significa temperatura mais baixa) e um menor nível de ruído (já que elas podem girar mais lentamente para obter o mesmo nível de fluxo de ar de ventoinhas menores). A Antec, no entanto, diz que a ventoinha usada é mais silenciosa do que o normal, já que ela usa um circuito PWM (Modulação de Largura de Pulso) para controlá-la. E isto provou ser verdade: durante nossos testes nós só ouvimos a ventoinha funcionar quando a fonte estava fornecendo sua potência máxima rotulada ou mais. A fonte de alimentação funcionou muito “fria” (no máximo até 5º C acima da temperatura ambiente), como mostraremos a você em detalhes depois.

Mas o que é algo estranho nesta fonte de alimentação é o fato de que tem apenas “meio” sistema de cabeamento modular, usado apenas caso você precise de mais cabos. A Signature 650 vem com o cabo principal da placa-mãe, cabo ATX12V, cabo EPS12V, cabo de alimentação SATA (com três conectores), cabo de alimentação para periféricos (com três conectores padrão e um conector de alimentação para a unidade de disquete) e cabo para placa de vídeo (conector de 6/8 pinos) provenientes de dentro da fonte de alimentação. No sistema de cabeamento modular você encontra três conectores caso precise de mais cabos de alimentação para periféricos, SATA ou para placas de vídeo.

Esta fonte vem com dois cabos de alimentação SATA (três plugues de alimentação SATA cada), dois cabos de alimentação para periféricos (três plugues de alimentação padrão para periféricos cada) e um cabo de alimentação para placa de vídeo (um plugue de 6 pinos). Se você prestar atenção, a fonte de alimentação vem com cinco cabos extras, mas seu sistema de cabeamento modular tem apenas três conectores, portanto você pode usar apenas três deles ao mesmo tempo (um dos conectores é reservado para o conector de alimentação adicional para placas de vídeo).

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Figura 3: Antec Signature 650.

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Figura 4: Cabos para o sistema de cabeamento modular.

Todos os fios são 18 AWG, que é adequado para uma fonte de alimentação com esta faixa de potência.

No que diz respeito a estética todos os cabos utilizam um acabamento de nylon, mas este acabamento não parte de dentro da fonte. Portanto os fios ficam expostos no buraco localizado na parte frontal da fonte.

Esta fonte é na realidade fabricada pela Delta.

Vamos agora dar uma olhada no interior desta fonte.

Por Dentro da Signature 650

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.

Ao desmontarmos a Signature 650 ficou claro porque a Antec decidiu usar uma ventoinha de 80 mm em vez de uma ventoinha maior: esta fonte tem duas placas de circuito impresso. O lado dos componentes da placa superior está voltado para o lado dos componentes da placa inferior. Portanto todos os componentes estão localizados ao centro da fonte com muito espaço para o fluxo de ar oferecido pela ventoinha de 80 mm. Nós vimos que esta ventoinha é realmente um modelo PWM, já que ela tem quatro fios e não apenas dois como de costume.

Esta é a segunda fonte que vimos usando este tipo de projeto. A primeira foi a OCZ ProXStream 1.000 W, que provou ter ventoinhas barulhentas e ineficientes (elas não são PWM) e a fonte esquentou muito. Este modelo da OCZ, no entanto, é fisicamente menor, o que fez com que todos os componentes ficassem “amontoados” resultando em superaquecimento. Este parece não ser o caso da Signature 650, onde os componentes estão melhor distribuídos e há muito espaço entre as duas placas de circuito impresso quando a fonte está montada.

Na placa de circuito impresso superior está parte do primário (estágio de filtragem de transientes e PFC ativo) e a fonte completa de +5VSB e na placa de circuito impresso inferior temos parte do primário (chaveamento e transformador) e todo o secundário.

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Figura 5: Visão geral.

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Figura 6: Placa de circuito impresso superior.

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Figura 7: Placa de circuito impresso superior.

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Figura 8: Placa de circuito impresso inferior.

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Figura 9: Placa de circuito impresso inferior.

Estágio de Filtragem de Transientes

Como mencionamos em outros testes e artigos, 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.

O estágio de filtragem de transientes desta fonte de alimentação é impecável, com uma bobina de ferrite extra, dois capacitores Y extras (dois deles soltados diretamente no conector CA principal) e dois capacitores X extras.

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Figura 10: Estágio de filtragem de transientes.

Agora vamos discutir em mais detalhes os componentes usados na Signature 650.

Análise do Primário

Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da Signature 650. 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 D25XB60 em seu estágio primário, capaz de fornecer até 25 A a 95°C quando um dissipador de calor é usado, que é o caso. Esta ponte tem um limite de corrente muito alto, já que pontes normalmente usadas em fontes de alimentação para PC têm um limite entre 6 A e 15 A. Este componente está claramente superdimensionado: a 115 V ele seria capaz de puxar até 2.875 W da rede. Supondo uma eficiência típica de 80%, isso significa que essa fonte poderia entregar até 2.300 W sem que este componente queimasse. É claro que estamos falando especificamente do limite da ponte de retificação, e a potência máxima que uma fonte é capaz de fornecer depende dos demais componentes usados.

O circuito PFC ativo usa dois transistores de potência MOSFET 20N60C3, que provavelmente são os transistores mais populares para esta função. Cada um é capaz de suportar até 300 A a 25°C em modo pulsante (que é o caso) ou até 45 A a 25°C ou 20 A a 110°C (veja o que a diferença de temperatura faz).

O circuito PFC ativo usa dois capacitores japoneses rotulados a 105°C conectados em paralelo, um da Rubycon e outro da Chemi-com. Quando capacitores são conectados em paralelo suas capacitâncias são somadas. Este é um macete muito comum para obter uma alta capacitância sem usar um capacitor fisicamente maior que não caberia no tamanho da fonte proposto pelo fabricante. Os capacitores são de diferentes fornecedores porque eles não são idênticos: o da Rubycon é de 270 µF e o da Chemi-Com é de 220 µF. Dessa forma eles juntos equivalem a um capacitor maior de 490 µF.

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Figura 11: Circuito PFC ativo e ponte de retificação (componente da direita).

Enquanto que o estágio de filtragem de transientes, a ponte de retificação e o circuito PFC ativo estão localizados na placa de circuito impresso superior (junto com a fonte de +5VSB) os transistores chaveadores e o transformador estão localizados na placa de circuito impresso inferior.

Esta fonte usa dois outros transistores de potência MOSFET 20N60C3 na tradicional configuração direta com dois transistores em sua seção de chaveamento. As especificações desses transistores estão publicadas acima.

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Figura 12: Transistores chaveadores e transformador.

Como o circuito PFC ativo e os transistores chaveadores estão localizados em placas de circuito impresso diferentes, o fabricante usou circuitos de controle separados, em vez de apenas um único circuito integrado. O circuito PFC ativo é controlado por um circuito integrado ICE1PCS02, enquanto que os transistores chaveadores são controlados por um circuito integrado UC3845B.

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Figura 13: Controlador PWM.

Análise do Secundário

A Antec Signature 650 usa cinco retificadores Schottky S60SC6M em seu secundário, cada um capaz de suportar até 60 A a 110°C (30 A por diodo interno). Por causa da cor do verniz da placa de circuito impresso (tanto a placa de circuito impresso quanto o verniz são marrons) ficou difícil para nós seguirmos as trilhas para uma análise do circuito. Até onde pudemos entender, todos eles são responsáveis pela retificação de +12 V, com as saídas de +3,3 V e +5 V sendo produzidas reduzindo +12 V para +5 V ou +3,3 V usando dois circuitos reguladores de tensão individuais baseados em circuitos integrados ISL6540ACRZ. É isto o que a Antec quer dizer com “módulos reguladores de tensão DC para DC que garante maior estabilidade do sistema” em seu site.

Nós pode fazer um exercício rápido para ver o limite máximo teórico de potência que esta fonte pode entregar. 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 cinco diodos de 30 A em paralelo). Apenas como um exercício teórico podemos assumir um ciclo de carga de 30%. Isto nos daria uma corrente máxima teórica de 214 A ou 2.517 W para o barramento principal de +12 V, que também é usado para gerar as saídas de +5 V e +3,3 V, como explicado. Como você pode ver, os retificadores estão claramente superdimensionados, o que é algo sempre bom de se ver.

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Figura 14: Retificadores.

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Figura 15: Reguladores de tensão para as saídas de +3,3 V e +5 V.

A saída de -12 V é produzida por um circuito integrado regulador de tensão LM7912, que tem um limite de corrente de 1,5 A.

Em vez de usar um circuito integrado de monitoramento para controlar o secundário, o fabricante implementou sua própria solução discreta baseada em dois comparadores de tensão LM339 e um temporizador MC1455.

Todos os capacitores eletrolíticos do secundário são japoneses da Chemi-Com e rotulados a 105º C.

Distribuição da Potência

Na Figura 16 você pode ver a etiqueta desta fonte de alimentação contendo todas as suas especificações de potência.

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Figura 16: Etiqueta da fonte de alimentação.

Como você pode ver esta fonte tem três barramentos de +12 V distribuídos da seguinte forma:

  • +12V1 (fio sólido amarelo): Cabo principal da placa-mãe, conectores de alimentação para periféricos e conectores de alimentação SATA, incluindo os do sistema de cabeamento modular.
  • +12V2 (fio amarelo com listra preta): Conectores ATX12V e EPS12V.
  • +12V3 (amarelo com listra azul): Conectores de alimentação auxiliar da placa de vídeo, incluindo o do sistema de cabeamento modular.

Se os três barramentos tivessem o mesmo limite de corrente nós questionaríamos o fato de que o barramento de +12V3 estar mais carregado do que os outros dois barramentos. No entanto se você prestar atenção na etiqueta este barramento tem um limite maior. Por isso não achamos que isto seja um problema. Só para lembrar, a distribuição de potência é importante porque o que define um barramento de +12V é a presença de um circuito de proteção contra sobrecarga de corrente (OCP) individual e queremos evitar que este circuito desligue a fonte em condições de funcionamento normal só porque você tem componentes de alto consumo concentrados em um mesmo barramento.

Agora vamos ver se esta fonte pode realmente fornecer 650 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 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. Em seguida nós tentamos extrair ainda mais potência desta fonte e os resultados para este teste 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.

+12V1 e +12V2 são as entradas independentes de +12 V do nosso testador de carga e durante nossos testes a entrada de +12V1 foi conectada aos barramentos de +12V1 (conector principal da placa-mãe e conectores de alimentação para periféricos) e +12V3 (conector de alimentação da placa de vídeo) ao mesmo tempo, enquanto que a entrada de +12V2 foi conectada ao barramento de +12V2 da fonte de alimentação (conector EPS12V).

Entrada

Teste 1

Teste 2

Teste 3

Teste 4

Teste 5

+12V1

5 A (60 W)

10 A (120 W)

14 A (168 W)

19 A (228 W)

26,5 A (318 W)

+12V2

4,5 A (54 W)

10 A (120 W)

14 A (168 W)

19 A (228 W)

22 A (264 W)

+5V

1 A (5 W)

2 A (10 W)

4 A (20 W)

5 A (25 W)

6 A (30 W)

+3.3 V

1 A (3,3 W)

2 A (6,6 W)

4 A (13,2 W)

5 A (16,5 W)

6 A (19,8 W)

+5VSB

1 A (5 W)

1,5 A (7,5 W)

2 A (10 W)

2,5 A (12,5 W)

3 A (15 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

134,2 W

271,4 W

386,3 W

516,4 W

652,9 W

% Carga Máx

20,6%

41,8%

59,4%

79,4%

100,4%

Temp. Ambiente

49,8º C

48,4º C

49,8º C

46,8º C

49,3º C

Temp. Fonte

49,6º C

50,1º C

51,4º C

48,9º C

53,5º C

Estabilidade da Tensão

Aprovada

Aprovada

Aprovada

Aprovada

Aprovada

Ripple e Rúido

Aprovada

Aprovada

Aprovada

Aprovada

Aprovada

Potência CA (1)

153 W

300 W

429 W

578 W

748 W

Eficiência (1)

87,7%

90,5%

90,0%

89,3%

87,3%

Potência CA (2)163,0 W315,3 W447,2 W603,1 W773,0 W
Eficiência (2)82,3%86,1%86,4%85,6%84,5%
Tensão CA113,4 V112,0 V109,7 V108,1 V99,5 V
Fator de Potência0,9960,9960,9970,9980,998

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. O circuito PFC ativo desta fonte é excepcional, tendo mantido o fator de potência em pelo menos 0,996.

Eficiência é um dos destaques deste produto. Se você puxar entre 40% e 80% da potência máxima rotulada desta fonte (entre 260 W e 520 W) você verá uma eficiência de pelo menos 85,6%. Em carga máxima - tradicionalmente o Calcanhar de Aquiles para eficiência - a eficiência esteve em 84,5%, o que é fenomenal. Apenas em carga leve (carga de 20%, isto é, 130 W) a eficiência esteve relativamente baixa, em 82,3%.

A estabilidade da tensão foi excelente, com todas as tensões dentro de 3% de seu valor nominal, incluindo a saída de -12 V, que em nossos testes fica normalmente fora da faixa de 3%.

O ripple e ruído é outro destaque deste produto. Quando extraímos sua potência máxima rotulada – que é quando as fontes normalmente mostram seus piores níveis de ruído – as saídas de +12 V apresentaram ruído de apenas 1/5 do nível máximo admissível e as saídas de +5 V e +3,3V estiveram abaixo da metade do máximo permitido. O ripple na saída de -12 V também esteve muito baixo (33 mV) quando estávamos extraindo 100% da sua carga.

Abaixo você pode ver o nível de ruído quando estávamos extraindo 653 W (teste número cinco) desta fonte. Só para lembrar, o máximo permitido para as saídas de +12 V é 120 mV de pico-a-pico e o máximo permitido para as saídas de +5 V e +3,3 V é de 50 mV de pico-a-pico.

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Figura 17: Nível de ruído na entrada de +12V1 de nosso testador de carga com a fonte testada fornecendo 653 W (22,6 mV).

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Figura 18: Nível de ruído na entrada de +12V2 de nosso testador de carga com a fonte testada fornecendo 653 W (23 mV).

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Figura 19: Nível de ruído na entrada de +5 V de nosso testador de carga com a fonte testada fornecendo 653 W (24 mV).

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Figura 20: Nível de ruído na entrada de +3,3 V de nosso testador de carga com a fonte testada fornecendo 653 W (19,4 mV).

Agora vejamos se conseguimos extrair ainda mais potência da Antec Signature 650.

Testes de Sobrecarga

Antes de executarmos os testes de sobrecarga nós sempre gostamos de testar primeiro se o circuito de proteção contra sobrecarga de corrente (OCP) está realmente ativo e em que nível está configurado.

Para fazer este teste nós configuramos nosso testador de carga para extrair apenas 1 A da sua entrada de +12V1 e aumentamos a corrente em sua entrada de +12V2 (que estava conectada ao barramento de +12V2 da fonte) até que a fonte desligasse. Isto aconteceu quando tentamos extrair 30 A ou mais de +12V2.

Apesar de a proteção contra sobrecarga de corrente (OCP) estar claramente ativa, nós achamos que ela foi configurada com um valor um pouco alto, já que na etiqueta diz um limite de 22 A para o barramento de +12V2.

A proteção contra sobrecarga de potência (OPP ou OLP) estava ativa, o que é sensacional. Portanto nós aumentamos a corrente em todas as saídas da fonte até que a fonte desligasse. Os valores máximos que conseguimos extrair desta fonte com ela funcionando podem ser vistos na tabela abaixo.

Entrada

Máximo

+12V1

29 A (348 W)

+12V2

29 A (348 W)

+5V

19 A (95 W)

+3.3 V

19 A (62,7 W)

+5VSB

3 A (15 W)

-12 V

0,5 A (6 W)

Total

868,4 W

% Carga Máx.

133,6%

Temp. Ambiente

47,5º C

Temp. Fonte

51,9º C

Potência CA (1)

1.038 W

Eficiência (1)

83,6%

Potência CA (2)1.084,0 W
Eficiência (2)80,1%
Tensão CA99,5 V
Fator de Potência0,998

Como você pode ver nós conseguimos extrair praticamente 870 W desta fonte com uma temperatura ambiente entre 45º C e 50º C e ela estava funcionando perfeitamente com níveis de ruído muito baixos (máximo de 33 mV em +12V1) e ainda com eficiência acima de 80%. Realmente impressionante.

Principais Especificações

As principais especificações técnicas da Antec Signature 650 W incluem:

  • Potência nominal rotulada: 650 W.
  • Potência máxima medida: 868 W a 47,5º C.
  • Eficiência rotulada: mínimo de 80%.
  • Eficiência medida: Entre 82,3% e 86,4% em 115 V (nominal, ver resultados completos para a tensão realmente usada).
  • PFC ativo: Sim.
  • Sistema de cabeamento modular: Sim (parcial).
  • Conectores de alimentação da placa-mãe: Um conector de 24 pinos, um conector EPS12V e um conector ATX12V.
  • Conectores de alimentação da placa de vídeo: Um conector de 6/8 pinos provenientes de dentro da fonte e um conector de 6 pinos no sistema de cabeamento modular.
  • Conectores de alimentação para periféricos: três em um cabo proveniente de dentro da fonte e seis em dois cabos no sistema de cabeamento modular. O sistema de cabeamento modular permite apenas que até dois cabos para periféricos ou SATA possam ser usados ao mesmo tempo.
  • Conectores de alimentação para a unidade de disquete: Um.
  • Conectores de alimentação SATA: três em um cabo proveniente de dentro da fonte e seis conectores em dois cabos no sistema de cabeamento modular. O sistema de cabeamento modular permite apenas que até dois cabos para periféricos ou SATA possam ser usados ao mesmo tempo.
  • Proteções: sobrecarga de tensão (OVP, não testada), sobrecarga de potência (OPP, testada e funcionando), superaquecimento (OTP, não testada) e sobrecarga de corrente (OCP, testada e funcionando).
  • Garantia: 5 anos nos EUA. No Brasil a garantia dependerá do distribuidor.
  • Verdadeiro Fabricante: Delta
  • Mais informações: http://www.antec.com
  • Preço médio nos EUA*: US$ 179

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

Conclusões

Esta é uma excelente fonte de alimentação. Ela não apenas pode fornecer sua potência rotulada a 50º C: você pode puxar até 870 W dela sem problemas. Eficiência é um dos destaques do produto, que atinge eficiência de 84,5% em carga total. Com carga entre 40% e 80% (isto é, entre 260 W e 520 W) você terá uma eficiência entre 85,6% e 86,4%. Somente em carga leve (20%, isto é, 130 W) a eficiência ficou "baixa", em 82,3%.

A estabilidade da tensão e os níveis de ruído e ripple foram sensacionais.

Nós ficamos impressionados com seus baixos níveis de ruído e temperatura. Nós achamos que por usar um ventoinha de 80 mm ele poderia ser barulhenta ou esquentar bastante, mas durante nossos testes a temperatura da fonte ficou apenas 5º C acima da temperatura ambiente e o nível de ruído só incomodou quando extraímos 650 W ou mais dela.

Esta é uma fonte impecável. O único ponto negativo que podemos ver é realmente o seu preço, especialmente aqui no Brasil por conta do enfadonho “Custo Brasil”. Ela é claramente voltada aos usuários quem querem "o melhor". Ela merece o nosso selo de Produto Recomendado, mas o usuário "esperto" deve procurar por uma fonte com melhor relação custo/benefício.

Originalmente em http://www.clubedohardware.com.br/artigos/Teste-da-Fonte-de-Alimentacao-Antec-Signature-650/1600

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