Teste da Fonte de Alimentação C3Tech PUF-4050S de 500 W
Por Gabriel Torres em 03 de dezembro de 2009

Introdução

Finalmente testamos a C3Tech PUF-4050S de 500 W, uma das fontes de alimentação mais populares no Brasil. Será que ela consegue entregar sua potência rotulada? Confira.

Essa fonte, assim como as demais da C3Tech, é fabricada pela CWT, que é a fábrica responsável por fontes de algumas marcas famosas, como a Thermaltake,  a Corsair e a OCZ (nem todas as fontes dessas marcas são fabricadas pela CWT, note bem).

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Figura 1: Fonte de alimentação C3Tech PUF-4050S.

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Figura 2: Fonte de alimentação C3Tech PUF-4050S.

A C3Tech PUF-4050S tem 14 cm de profundidade e usa uma ventoinha de 120 mm em sua parte inferior. Ela não tem circuito PFC ativo, mas usa um projeto interno mais moderno do que o de outras fontes de baixo custo, como explicaremos.

Somente o cabo principal da placa-mãe possui proteção de nylon, que não parte de dentro da fonte. Todos os cabos usam fios 20 AWG, que são mais finos do que o recomendado. A fonte testada vem com os seguintes cabos e conectores:

• Cabo principal da placa-mãe com conector de 20/24 pinos.
• Um cabo com um conector EPS12V que pode ser dividido em dois conectores ATX12V.
• Um cabo para placas de vídeo com um conector de seis pinos.
• Dois cabos de alimentação SATA com dois conectores cada.
• Um cabo de alimentação para periféricos com três plugues padrão.
• Um cabo de alimentação para periféricos com dois plugues padrão e um conector para unidades de disquete.

Os cabos desta fonte são curtos, com 40 cm entre a carcaça da fonte e o primeiro conector do cabo. Cabos com mais de um conector possuem 15 cm de distância entre os conectores.

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Figura 3: Cabos.

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

Por Dentro da C3Tech PUF-4050S

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.

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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.

A C3Tech PUF-4050S tem todos os componentes necessários neste estágio, incluindo varistores (espremidos entre os capacitores eletrolíticos do circuito dobrador de tensão) e dois capacitores Y, um capacitor X e uma bobina a mais do que o mínimo necessário.

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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).

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Figura 9: Um dos varistores.

Agora vamos ter uma discussão mais detalhada a respeito dos componentes usados na C3Tech PUF-4050S.

Análise do Primário

Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da PUF-4050S. 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 GBU806, que suporta até 8 A a 100º C se um dissipador de calor for usado ou até 3,5 A a 100º C se um dissipador não for usado, o que é o caso desta fonte. Portanto esta fonte seria em teoria capaz de extrair até 403 W em uma rede elétrica de 115 V; assumindo uma eficiência de 80%, esta ponte permitiria que esta fonte fornecesse até 322 W sem a sua queima. É claro que estamos falando apenas deste componente. Este componente está claramente subdimensionado para uma fonte de 500 W.

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Figura 10: Ponte de retificação.

Ao analisarmos o estágio de chaveamento da C3Tech PUF-4050S tivemos uma grata surpresa. Normalmente fontes de alimentação sem circuito PFC ativo usam a topologia meia-ponte, que está obsoleta para os padrões atuais. Esta fonte, no entanto, usa a configuração chaveamento direto usando dois transistores, tal qual fontes com circuito PFC ativo, o que pelo menos em teoria promete um melhor desempenho. Os transistores chaveadores são MOSFET (e não trasistores “comuns” como ocorre em fontes com projeto meia-ponte) e dois STP14NK50Z são usados, cada um com um limite de corrente de 14 A a 25º C ou 7,6 A a 100º C (veja a diferença que a temperatura faz) em modo contínuo ou 48 A a 25º C em modo pulsante. Esses transistores apresentam uma resistência de 380 mΩ quando ligados, parâmetro conhecido como RDS(on). Quanto menor este valor melhor, pois significa que o transistor consumirá menos quando estiver ligado, resultando em uma maior eficiência para a fonte. Interessantemente, esses são os mesmo transistores usados na C3Tech DSA-5060V.

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Figura 11: Transistores chaveadores.

Os transistores chaveadores são controlados por um circuito integrado UC3845B, que está localizado no lado da solda da placa de circuito impresso.

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Figura 12: Controlador PWM.

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

Análise do Secundário

A C3Tech PUF-4050S traz quatro retificadores 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 STTH1602CT, cada um suportando até 20 A (10 A por diodo interno a 140º C, queda de tensão máxima de 1,25 V, que é altíssima). Isso nos dá uma corrente máxima teórica de 29 A para a saída de +12 V ou 343 W. Importante notar que esses retificadores são do tipo “rápido” e não do tipo “Schottky”, oferecendo uma maior queda de tensão em comparação a retificadores Schottky (tradução: menor eficiência). Engraçado como esta fonte foi usar um projeto mais moderno no primário mas na hora de escolher os retificadores de +12 V, o fabricante escolheu componentes obsoletos para os padrões atuais.

A saída de +5 V usa um retificador Schottky MBRB2545CT, que suporta até 30 A (15 A por diodo interno a 160º C, queda de tensão máxima de 0,82 V), nos dando uma corrente máxima teórica de 21 A ou 107 W para esta saída.

A saída de +3,3 V usa um retificador Schottky STPS3045CT, que possui uma corrente máxima de 30 A (15 A por diodo interno a 155º C, queda de tensão típica de 0,57 V). Isso nos dá uma corrente máxima teórica de 21 A ou 71 W para esta saída.

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Figura 13: Um dos retificadores de +12 V e retificador de +3,3 V.

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Figura 14: Retificador de +5 V e o outro retificador de +12 V.

As saídas da fonte testada são monitoradas por um circuito integrado PS113, que suporta somente as proteções contra sobretensão (OVP) e curto-circuito (SCP).

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Figura 15: Circuito integrado de monitoramento.

Todos os capacitores desta fonte de alimentação são chineses, como era de se esperar.

Distribuição da Potência

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

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Figura 16: Etiqueta da fonte de alimentação.

De acordo com a etiqueta esta fonte tem dois barramentos de +12 V, mas como internamente esta fonte não tem circuito de proteção contra sobrecarga de corrente (OCP) – apesar de o fabricante dizer na caixa que esta fonte possui esta proteção, isto não corresponde à realidade, já que não há qualquer sensor de corrente (“shunt”) ligado em série com as saídas de +12 V nem tampouco o circuito integrado de monitoramento suporta esta proteção – esta fonte tem na realidade apenas um único barramento de +12 V. O que diferencia uma fonte de um barramento para outra com vários barramentos é a existência de mais de um circuito OCP (cada grupo de fios monitorado por um circuito OCP individual é chamado "barramento"). Note que os fios usados no conector ATX12V possuem uma listra preta, mas isso não quer dizer nada.

Vamos agora ver o quanto esta fonte pode realmente fornecer.

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. Na tabela abaixo nós listamos os padrões de carga e os respectivos resultados.

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 como esta fonte só possui um único barramento ambas foram conectadas ao único barramento existente. A entrada +12V2 foi ligada ao conector EPS12V enquanto todos os demais conectores foram ligados à entrada +12V1 do nosso testador.

Nós resolvemos testar esta fonte de uma maneira um pouco diferente da habitual. Como desconfiávamos que ela não poderia entregar sua potência rotulada, resolvemos testá-la com mais padrões de carga do que o habitual, começando em 75 W e subindo a potência em incrementos de 25 W até vermos o máximo que esta fonte poderia entregar sem queimar.

Entrada	Teste 1	Teste 2	Teste 3	Teste 4	Teste 5
+12V1	2,5 A (30 W)	3,5 A (42 W)	4,5 A (54 W)	5,5 A (66 W)	6,5 A (78 W)
+12V2	2 A (24 W)	3 A (36 W)	4 A (48 W)	5 A (60 W)	6 A (72 W)
+5 V	1 A (5 W)	1,5 A (7,5 W)	1,5 A (7,5 W)	1,5 A (7,5 W)	2 A (10 W)
+3,3 V	1,5 A (4,95 W)	1 A (3,3 W)	1,5 A (4,95 W)	1,5 A (4,95 W)	1,5 A (4,95 W)
+5VSB	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1 A (5 W)
-12 V	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)
Total	75,7 W	99,2 W	124,1 W	147,2 W	187,5 W
% Carga Máx.	15,1%	19,8%	24,8%	29,4%	37,5%
Temp. Ambiente	39,6º C	38,8º C	38,8º C	39,3º C	41,3º C
Temp. Fonte	41,0º C	41,0º C	39,8º C	40,1º C	41,0º C
Estabilidade da Tensão	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Oscilação e Ruído	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Potência CA	93,7 W	121,6 W	151,5 W	179,9 W	233,0 W
Eficiência	80,8%	81,6%	81,9%	81,8%	80,5%
Tensão CA	116,7 V	116,3 V	115,8 V	115,7 V	114,7 V
Fator de Potência	0,573	0,595	0,610	0,628	0,644
Resultado Final	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada

Entrada	Teste 6	Teste 7	Teste 8	Teste 9	Teste 10
+12V1	7 A (84 W)	8 A (96 W)	9 A (108 W)	10 A (120 W)	11 A (132 W)
+12V2	7 A (84 W)	8 A (96 W)	9 A (108 W)	10 A (120 W)	11 A (132 W)
+5 V	3 A (15 W)	3 A (15 W)	3 A (15 W)	3 A (15 W)	3 A (15 W)
+3,3 V	2 A (6,6 W	2 A (6,6 W	2,5 A (8,25 W)	2,5 A (8,25 W)	3 A (9,9 W)
+5VSB	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1 A (5 W)
-12 V	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)
Total	197,3 W	219,8 W	243,5 W	265,4 W	288,3 W
% Carga Máx.	39,5%	44,0%	48,7%	53,1%	57,7%
Temp. Ambiente	40,8º C	41,9º C	43,2º C	45,0º C	46,9º C
Temp. Fonte	42,4º C	44,4º C	45,6º C	49,6º C	50,2º C
Estabilidade da Tensão	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Oscilação e Ruído	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Potência CA	244,2 W	273,8 W	306,0 W	336,2 W	369,5 W
Eficiência	80,8%	80,3%	79,6%	78,9%	78,0%
Tensão CA	115,1 V	114,8 V	114,6 V	114,2 V	114,0 V
Fator de Potência	0,648	0,654	0,659	0,662	0,666
Resultado Final	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada

Entrada	Teste 11	Teste 12	Teste 13	Teste 14	Teste 15	Teste 16
+12V1	12 A (144 W)	13 A (156 W)	14 A (168 W)	15 A (180 W)	16 A (192 W)	17 A (204 W)
+12V2	12 A (144 W)	13 A (156 W)	14 A (168 W)	15 A (180 W)	16 A (192 W)	17 A (204 W)
+5 V	3,5 A (17,5 W)	3,5 A (17,5 W)	3,5 A (17,5 W)	3,5 A (17,5 W)	4 A (20 W)	4 A (20 W)
+3,3 V	3 A (9,9 W)	3 A (9,9 W)	3 A (9,9 W)	3,5 A (11,55 W)	3,5 A (11,55 W)	3,5 A (11,55 W)
+5VSB	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1 A (5 W)
-12 V	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)
Total	312,4 W	334,1 W	354,9 W	376,8 W	398,2 W	Reprovada
% Carga Máx.	62,5%	66,8%	71,0%	75,4%	79,6%	Reprovada
Temp. Ambiente	47,5º C	43,1º C	43,9º C	44,7º C	45,5º C	Reprovada
Temp. Fonte	51,3º C	52,2º C	52,9º C	53,4º C	52,4º C	Reprovada
Estabilidade da Tensão	Aprovada	Reprovada em +12 V	Reprovada em +12 V	Reprovada em +12 V	Reprovada em +12 V	Reprovada
Oscilação e Ruído	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Reprovada
Potência CA	405,5 W	438,0 W	472,0 W	510,0 W	569,0 W	Reprovada
Eficiência	77,0%	76,3%	75,2%	73,9%	70,0%	Reprovada
Tensão CA	114,1 V	112,7 V	112,5 V	112,1 V	111,2 V	Reprovada
Fator de Potência	0,67	0,675	0,679	0,683	0,687	Reprovada
Resultado Final	Aprovada	Reprovada	Reprovada	Reprovada	Reprovada	Reprovada

Como você pode ver, testamos a PUF-4050S em profundidade e conseguimos puxar até 398,2 W dela. Ao tentarmos puxar mais do que isso a fonte queimou. Nós compramos uma segunda amostra e repetimos este teste só para “desencargo de consciência” e a mesma coisa ocorreu. Aparentemente o 4050 de seu nome significa 400 W contínuos e 500 W de pico.

O problema da PUF-4050S não é só este. A partir do teste 12 (isto é, quando puxamos mais do que 312,4 W dela) as saídas de +12 V ficaram com suas tensões abaixo do permitido – situação certamente agravada pelo uso de fios de bitola inferior ao recomendado. Com isso só sentiríamos segurança nesta fonte se ela fosse uma fonte rotulada como sendo de 300 W.

A eficiência desta fonte ficou acima de 80% quando puxamos até cerca de 220 W dela. A partir daí a eficiência foi caindo até atingir o fundo do poço com 70%.

O nível de oscilação e ruído das saídas esteve o tempo inteiro dentro da faixa de operação correta. Durante o teste 15, com a fonte entregando praticamente 400 W, vimos 53,6 mV na entrada +12V1 do nosso testador, 62,2 mV na entrada +12V2 do nosso testador, 36,2 mV na entrada +5 V do nosso testador e 42,6 mV na entrada +3,3 V do nosso testador.

A Queima

No vídeo abaixo você confere o que ocorreu quando tentamos puxar mais de 400 W desta fonte. No primeiro vídeo temos a primeira amostra que testamos. Esta amostra explodiu.

Já no segundo vídeo temos a segunda amostra que testamos. Ela não “pipocou” mas queimou, como você pode claramente observar.

Principais Especificações

As principais características técnicas da C3Tech PUF-4050S incluem:

• Potência nominal rotulada: 500 W.
• Potência máxima medida: 398,2 W a 45,5º C.
• Eficiência rotulada: Mínimo de 70%.
• Eficiência medida: entre 70,0% a 81,9% em 115 V (nominal, ver resultados completos para a tensão realmente usada).
• PCF ativo: Não.
• Sistema de cabeamento modular: Não.
• Conectores de alimentação da placa-mãe: Um conector de 20/24 pinos e um conector EPS12V que pode ser dividido em dois conectores ATX12V.
• Conectores de alimentação da placa de vídeo: Um de seis pinos.
• Conectores de alimentação SATA: Quatro em dois cabos.
• Conectores de alimentação para periféricos: Cinco em dois cabos.
• Conectores de alimentação para a unidade de disquete: Um.
• Proteções: Sobretensão (OVP, não testada), sobrecarga de corrente (OCP, não presente), sobrecarga de potência (OPP, não testada) e curto-circuito (testada e funcionando).
• Garantia: Um ano.
• Verdadeiro Fabricante: CWT
• Mais informações: http://www.c3technology.com.br
• Preço médio no Brasil: Compramos a fonte testada por R$ 124,00.

Conclusões

A C3Tech PUF-4050S, que é vendida como sendo uma fonte de 500 W, consegue entregar até 400 W. Aparentemente a nomenclatura 4050 significa 400 W contínuos e 500 W de pico. O problema é que quando puxamos mais de 312 W dela a tensão de +12 V ficou abaixo do mínimo permitido (+11,40 V) e, por isso, só sentiríamos segurança nesta fonte caso ela fosse rotulada como sendo um produto de 300 W.

Interessantemente esta fonte usa um projeto moderno em seu primário, usando a arquitetura chamada chaveamento direto com dois transistores (a mesma usada em fontes com circuito PFC ativo) em vez da arquitetura meia-ponte, que é a mais usual em fontes com chave 110 V/220 V. Isso provavelmente explica a eficiência de 80% quando puxamos até 220 W dela – fontes sem circuito PFC ativo baseadas no projeto meia-ponte quase nunca atingem 80% de eficiência. Por outro lado o fabricante decidiu usar retificadores do tipo “rápido” na saída +12 V em vez de retificadores do tipo “Schottky”. Em outras palavras, usou um projeto moderno no primário mas decidiu usar componentes obsoletos no secundário. Vai entender.

Os níveis de oscilação e ruído estiveram sempre abaixo do máximo permitido.

A C3Tech PUF-4050S tem o mesmo problema da DSA-5060V do mesmo fabricante: funciona bem se você puxar até uma determinada potência (300 W no caso da PUF-4050S e 460 W no caso da DSA-5060V), mas como é um produto rotulado com uma potência muito superior à faixa de operação segura, infelizmente temos de dar a ela o nosso selo “Produto Bomba” por oferecer risco aos componentes do seu computador se você tentar usá-la em toda faixa de operação prometida pelo fabricante.

Originalmente em http://www.clubedohardware.com.br/artigos/Teste-da-Fonte-de-Alimentacao-C3Tech-PUF-4050S-de-500-W/1838

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