Teste da Fonte de Alimentação Cooler Master eXtreme Power Plus 400 W

Introdução

Hoje nós daremos uma olhada na eXtreme Power Plus 400 W (RS-400-PCAR-A3) da Cooler Master, uma fonte relativamente fácil de ser encontrada no Brasil. Será que ela pode fornecer sua potência rotulada? Confira.

Nós já testamos os modelos de 460 W (RS-460-PMSR-A3) e 500 W (RS-500-PCAR-A3) desta mesma série. O modelo de 460 W não foi capaz de fornecer sua potência rotulada e o modelo de 500 W falhou em nossos testes porque, embora tenha fornecido sua potência rotulada, apresentou um grande problema de oscilação/ruído. Vejamos como o modelo de 400 W se sai.

Os membros da série eXtreme Power Plus são fabricados pela AcBel Polytech. É importante notar que a Cooler Master tem uma série mais antiga chamada eXtreme Power (sem o “Plus”) onde as fontes são fabricadas pela Seventeam, ao que tudo indica.

A propósito, o que dizer da fantástica declaração “As sealed stick was removed, lost or damaged, it shall be out of warranty validity” (“Como etiqueta selada foi removida, perdida ou danificada, ela deverá estar fora de validade de garantia”) na etiqueta da fonte de alimentação? Quando é que os fabricantes chineses vão parar de usar tradutores on-line e contratar alguém que fale inglês para escrever suas etiquetas?

Outra informação interessante na etiqueta: “A potência combinada das saídas +3,3 V, +5 V, +12V1 e +12V2 não deverá exceder 361,5 W”. Bem, se você somar isto à potência máxima de 12,5 W da saída de +5VSB e à potência máxima de 6 W da saída de -12 V, nós temos uma fonte de alimentação de 380 W...

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Figura 1: Fonte de alimentação Cooler Master eXtreme Power Plus 400 W.

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Figura 2: Fonte de alimentação Cooler Master eXtreme Power Plus 400 W.

A Cooler Master eXtreme Power Plus 400 W mede 14 cm de profundidade. Ela tem uma ventoinha de 120 mm em sua parte inferior. A fonte não tem circuito PFC ativo, como você pode ver pela presença de uma chave 115 V/230 V na Figura 1, mas pelo menos ela é baseada em um projeto mais moderno do que a defasada topologia de meia-ponte, como veremos.

Esta fonte não tem sistema de cabeamento modular e apenas o cabo principal da placa-mãe tem proteção de nylon que sai de dentro da fonte. Apenas o cabo ATX12V/EPS12V usa fios 18 AWG. Todos os outros fios são 20 AWG, ou seja, mais finos do que o recomendado.

Os cabos inclusos são:

Cabo principal da placa-mãe com um conector de 20/24 pinos (40 cm).
Um cabo com dois conectores ATX12V que juntos formam um conector EPS12V (55 cm).
Um cabo com um conector de alimentação de seis pinos para placas de vídeo (40 cm).
Dois cabos com dois conectores de alimentação SATA e um conector de alimentação para periféricos cada (40 cm até o primeiro conector, 12 cm entre os conectores).
Um cabo com três conectores de alimentação para periféricos e um conector de alimentação para a unidade de disquete (40 cm até o primeiro conector, 12 cm entre os conectores).

Esta configuração é compatível com uma fonte de alimentação de 400 W simples.

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Figura 3: Cabos.

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

Por Dentro da Cooler Master eXtreme Power Plus 400 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 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.

Apesar de ser uma fonte de alimentação simples, a Cooler Master eXtreme Power Plus 400 W tem dois varistores (instalados entre dos dois capacitores eletrolíticos do dobrador de tensão) e três capacitores Y e um capacitor X a mais do que o mínimo recomendado.

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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 ter uma discussão mais detalhada a respeito dos componentes usados na eXtreme Power Plus 400 W.

Análise do Primário

Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da Cooler Master eXtreme Power Plus 400 W. 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 duas pontes de retificação GBL06 conectadas em paralelo, cada uma suportando até 4 A a 50°C se um dissipador de calor for usado, o que não é o caso, ou até 3 A a 40º C. Em uma rede elétrica de 115 V esta fonte seria capaz de puxar até 690 W da rede elétrica; assumindo uma eficiência de 80%, as pontes permitiram que esta fonte fornecesse até 552 W sem que elas queimassem. 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. Os modelos de 460 W e 500 W desta fonte de alimentação utilizam duas pontes de 6 A aqui.

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Figura 9: Pontes de retificação.

Esta fonte é baseada na topologia direta com um único transistor, o que é bom de ver, já que normalmente fontes de alimentação simples são baseadas na obsoleta topologia meia-ponte. Dois transistores de potência MOSFET null são conectados em paralelo na seção de chaveamento. Cada transistor é capaz de fornecer até 7 A a 25º C em modo contínuo ou até 21 A a 25º C em modo pulsante. Portanto em teoria a seção de chaveamento pode fornecer até 14 A a 25º C. Infelizmente o fabricante não informou o limite de corrente em 100º C. Esses transistores apresentam um RDS(on) de 1,6 Ω, que é extremamente alto (péssimo, baixa eficiência). Este número mede a resistência oferecida pelos transistores quando ligados; quanto menor este valor, menor (maior é a eficiência). O modelo de 460 W usa transistores diferentes aqui, mas com os mesmos limites de corrente, enquanto que o modelo de 500 W usa transistores mais potentes de 9 A aqui.

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Figura 10: Um dos transistores chaveadores.

Os transistores chaveadores são controlados por um controlador PWM UC3843, que está localizado no primário.

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Figura 11: Controlador PWM.

Os dois capacitores eletrolíticos do dobrador de tensão são da Elite e estão rotulados a 85º C.

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

Análise do Secundário

Esta fonte vem com quatro retificadores Schottky em seu secundário e um regulador de tensão LM7912 responsável pela saída de -12 V.

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 SBR20100CT, cada um suportando até 20 A (10 A por diodo interno a 150º C, queda de tensão máxima de 0,82 V), o que nos dá uma corrente máxima teórica de 29 A ou 343 W para a saída de +12 V. Tanto o modelo de 460 W quanto o de 500 W utiliza retificadores com as mesmas especificações.

A saída de +5 V usa um retificador Schottky STPS3045CT, que suporta até 30 A (15 A por diodo interno a 150º C, queda de tensão máxima de 0,84 V), os que nos dá uma corrente máxima teórica de 21 A ou 107 W para a saída de +5 V. Os modelos de 460 W e 500 W utilizam dois retificadores de 20 A conectados em paralelo aqui.

A saída de +3,3 V é produzida por outro retificador Schottky STPS3045CT, o que nos dá uma corrente máxima teórica de 21 A ou 71 W para a saída de +3,3 V. Os modelos de 460 W e 500 W utilizam dois retificadores de 20 A conectados em paralelo aqui.

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: Regulador de tensão de -12 V, retificadores de +3,3 V, +5 V e +12 V.

As saídas são monitoradas por um circuito integrado WT7527, que suporta as proteções contra OVP (sobretensão), UVP (subtensão) e OCP (sobrecarga de corrente). Este circuito tem quatro canais de sobrecarga de corrente. Além disso, esta fonte tem um circuito integrado LM339 (que tem quatro comparadores de tensão internamente) para outras proteções.

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Figura 13: Circuito integrado de monitoramento.

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Figura 14: Circuito integrado de monitoramento.

Os capacitores eletrolíticos do secundário são da Ltec.

Distribuição da Potência

Na Figura 15 você pode ver a etiqueta contendo todas as especificações de potência desta fonte.

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Figura 15: Etiqueta da fonte de alimentação.

Como você pode ver, de acordo com a etiqueta esta fonte tem dois barramentos de +12 V. Internamente nós vimos claramente dois sensores de corrente (“shunts”) e o circuito integrado de monitoramento usado por esta fonte suporta proteção contra sobrecarga de corrente. Portanto esta fonte tem realmente dois barramentos de +12 V (clique aqui para entender mais sobre este assunto). Os dois barramentos estão divididos da seguinte forma:

+12V1 (fio amarelo sólido): Conector ATX12V/EPS12V.
+12V2 (Fio amarelo com listra preta): Todos os outros conectores.

Esta é a distribuição típica usada em uma fonte com dois barramentos de +12 V e é boa porque separa o processador CPU (ATX12V/EPS12V) das placas de vídeo.

Vejamos agora se esta fonte pode realmente fornecer 400 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 nossos testes a entrada +12VA foi conectada ao barramento +12V2 da fonte, enquanto que a entrada +12VB foi conectada ao barramento +12V1 da fonte de alimentação (conector EPS12V).

Entrada	Teste 1	Teste 2	Teste 3	Teste 4	Teste 5
+12VA	2,5 A (30 W)	5,5 A (66 W)	8 A (96 W)	10,5 A (126 W)	14 A (168 W)
+12VB	2,5 A (30 W)	5,5 A (66 W)	8 A (96 W)	10,5 A (126 W)	13 A (156 W)
+5V	1 A (5 W)	2 A (10 W)	4 A (20 W)	6 A (30 W)	8 A (40 W)
+3,3 V	1 A (5 W)	2 A (6,6 W)	4 A (13,2 W)	6 A (19,8 W)	8 A (26,4 W)
+5VSB	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1,5 A (7,5 W)	2 A (10 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	78,2 W	156,4 W	233,3 W	309,6 W	392,4 W
% Carga Máx.	19,6%	39,1%	58,3%	77,4%	98,1%
Temp. Ambiente	44,7º C	43,9º C	44,0º C	45,5º C	47,7º C
Temp. Fonte	48,0º C	47,7º C	47,5º C	48,0º C	49,6º C
Regulação da Tensão	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Oscilação e Ruído	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Reprovada em +12 V	Reprovada em +12 V
Potência CA	106,5 W	199,2 W	299,2 W	405,4 W	534,0 W
Eficiência	73,4%	78,5%	78,0%	76,4%	73,5%
Tensão CA	116,5 V	115,8 V	114,7 V	113,5 V	111,9 V
Fator de Potência	0,597	0,639	0,648	0,658	0,670
Resultado Final	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Reprovada	Reprovada

A Cooler Master eXtreme Power Plus 400 W pode realmente fornecer sua potência rotulada em altas temperaturas. No entanto, potência não é tudo.

A eficiência ficou o tempo inteiro abaixo de 80%, variando entre 73% e 78%.

As tensões ficaram dentro da faixa requerida. Na verdade durante os três primeiros testes todas as tensões ficaram dentro de 3% de seus valores nominais. Traduzindo: tensões mais próximas de seus valores nominais do que o necessário, já que a especificação ATX12V permite uma tolerância de 5%. Durante os testes quatro e cinco as saídas de +12 V ficaram fora desta regulação apertada, mas ainda dentro da faixa permitida.

Mas o que realmente mata esta fonte são os seus elevados níveis de oscilação e ruído. Durante os testes quatro e cinco esses níveis ultrapassaram o limite de 120 mV nas saídas de +12 V, em 128,8 mV e 147,6 mV, respectivamente. 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 esses valores são de pico-a-pico.

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Figura 16: Entrada +12VA do testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 392,4 W (147,6 mV).

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Figura 17: Entrada +12VB do testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 392,4 W (144,6 mV).

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Figura 18: Barramento de +5 V com a fonte de alimentação fornecendo 392,4 W (34,4 mV).

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Figura 19: Barramento +3,3 V com a fonte de alimentação fornecendo 392,4 W (19,2 mV).

Como esta fonte já estava apresentando níveis de ruído acima do máximo permitido, nós decidimos não sobrecarregá-la.

Principais Especificações

As principais especificações técnicas da Cooler Master eXtreme Power Plus 400 W incluem:

ATX12V 2.3
Potência nominal rotulada: 400 W.
Potência máxima medida: 392,4 W a 47,7º C.
Eficiência rotulada: Acima de 70%.
Eficiência medida: Entre 73,4% e 78,5% 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: Um conector de seis pinos.
Conectores de alimentação SATA: Quatro conectores em dois cabos.
Conectores de alimentação para periféricos: Cinco em três cabos.
Conectores de alimentação da unidade de disquete: Um.
Proteções: Sobretensão (OVP), subtensão (OCP), sobrecarga de potência (OPP) e curto-circuito (SCP). Proteção contra subtensão (UVP) presente, mas não listada pelo fabricante.
Garantia: Informação não disponível.
Mais informações: http://www.coolermaster.com
Preço médio no Brasil: Compramos a fonte testada por R$ 155,00

Conclusões

A Cooler Master eXtreme Power Plus 400 W é capaz de fornecer sua potência rotulada em altas temperaturas. Nós sempre gostamos de destacar que potência não é tudo. Esta fonte apresenta uma péssima eficiência e os níveis de oscilação e ruído ficaram acima do máximo permitido, o que pode fazer com que o seu computador apresente problemas aleatórios, tais como “congelamento”, resets aleatórios, Tela Azul da Morte, etc, e sobrecarregue os componentes do PC. Por esta razão não recomendamos este produto.

As três fontes da série eXtreme Power Plus que já testamos até agora (400 W, 460 W e 500 W) são baseadas no mesmo projeto, e as diferenças são que os modelos de 460 W e 500 W utilizam retificadores mais potentes nas saídas de +5 V e +3,3 V (as saídas de +12 V desses três modelos utilizam os mesmos retificadores). Os modelos de 400 W e 460 W utilizam os mesmos transistores chaveadores, enquanto que o modelo de 500 W utiliza transistores mais potentes.

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