Por Gabriel Torres e Cássio Lima em 16 de julho de 2010
Introdução
A Cougar GX é mais uma série de fontes de alimentação com certificação 80 Plus Gold que chega ao mercado. Será que o modelo de 700 W consegue fornecer a eficiência prometida pelo fabricante? Confira.
A Cougar é uma empresa alemã pertencente à HEC/Compucase e, por isso, todas suas fontes são fabricadas pela HEC/Compucase.
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Figura 1: Fonte de alimentação Cougar GX 700 W
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Figura 2: Fonte de alimentação Cougar GX 700 W
A Cougar GX 700 W mede 18 cm de profundidade e tem uma ventoinha de 140 mm com rolamento de fluido dinâmico em sua parte inferior. O número do modelo, PLA14025S12M, nos leva a acreditar que esta ventoinha é fabricada pela Power Logic, embora a marca “Cougar” esteja impressa nela.
Esta fonte tem circuito PFC ativo, é claro.
A GX 700 W vem com um sistema de cabeamento modular formado por oito conectores: quatro conectores de alimentação vermelhos para placas de vídeo e quatro conectores de alimentação pretos para periféricos e dispositivos SATA. Além disso, quatro cabos estão permanentemente instalados na fonte. Os cabos inclusos são os seguintes:
- Cabo principal da placa-mãe com um conector de 20/24 pinos (64 cm; permanentemente instalado na fonte)
- Um cabo com um conector EPS12V, dois conectores ATX12V que juntos formam outro conector EPS12V e outro conector ATX12V (62 cm até o primeiro conector e 28 cm entre os conectores; permanentemente instalado na fonte)
- Um cabo com um conector de seis pinos para placas de vídeo (53 cm; permanentemente instalado na fonte)
- Um cabo com um conector de seis/oito pinos para placas de vídeo (53 cm; permanentemente instalado na fonte)
- Dois cabos com um conector de seis/oito pinos para placas de vídeo cada (50 cm; sistema de cabeamento modular)
- Um cabo com quatro conectores de alimentação SATA (52 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores; sistema de cabeamento modular)
- Um cabo com três conectores de alimentação SATA e dois conectores de alimentação para periféricos (52 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores; sistema de cabeamento modular)
- Um cabo com dois conectores de alimentação SATA e dois conectores de alimentação para periféricos (52 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores; sistema de cabeamento modular)
- Um cabo com dois conectores de alimentação para periféricos (52 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores; sistema de cabeamento modular)
- Um adaptador para converter um conector de alimentação para periféricos em um conector de alimentação para a unidade de disquete
Todos os fios são 18 AWG, exceto os fios usados no cabo principal da placa-mãe e os fios usados no cabo com um conector de seis pinos que está permanentemente instalado na fonte, que são mais grossos (16 AWG).
A configuração e o comprimento dos cabos são perfeitos. A fonte de alimentação permite que você tenha até duas placas de vídeo que necessitem de dois conectores de alimentação auxiliares cada, e se você prestar atenção a fonte vem com dois conectores para cabos de alimentação de placas de vídeo sobrando no sistema de cabeamento modular, permitindo a você instalar até três placas de vídeo que necessitem de dois conectores cada, caso você compre os cabos adicionais.
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Figura 3: Cabos
Vamos agora dar uma olhada no interior desta fonte de alimentação.
Por Dentro da Cougar GX 700 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
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Figura 7: Placa de circuito impresso
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.
Esta fonte é impecável neste estágio. Ela tem dois capacitores X e dois capacitores Y a mais do que o mínimo requerido.
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Figura 8: Estágio de filtragem de transientes (parte 1)
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Figura 9: Estágio de filtragem de transientes (parte 2)
Análise do Primário
Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da Cougar GX 700 W. Para uma melhor compreensão do que iremos falar aqui, sugerimos a leitura do nosso tutorial Anatomia das Fontes de Alimentação Chaveadas.
Esta fonte usa duas pontes de retificação GBU806 conectadas em paralelo e elas estão insladas no mesmo dissipador de calor onde estão os transistores e diodo do circuito PFC ativo. Cada ponte suporta até 8 A a 100º C, portanto em teoria você seria capaz de extrair até 1.840 W de uma rede elétrica de 115 W. Assumindo uma eficiência de 80%, as pontes permitiriam que a fonte fornecesse até 1.472 W sem que elas queimassem. Claro que estamos falando apenas deste componente e o limite real dependerá de outros componentes da fonte de alimentação.
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Figura 10: Pontes de retificação
Três transistores de potência MOSFET SPP20N60C3 são usados no circuito PFC ativo, cada um capaz de fornecer até 20,7 A a 25º C ou até 13,1 a 100º C (veja o que a diferença de temperatura faz) em modo contínuo ou até 62,1 A a 25º C em modo pulsante. Esses transistores apresentam uma resistência máxima de 190 mΩ quando ligados, uma características chamada RDS(on). Este número indica a quantidade de potência que é desperdiçada e quanto menor este valor melhor, pois significa que o transistor consumirá menos quando estiver ligado, resultando em uma maior eficiência para a fonte.
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Figura 11: Transistores do PFC ativo e diodo
O capacitor eletrolítico usado para filtrar a saída do circuito PFC ativo é japonês, da Chemi-Con, e está rotulado a 105º C.
Na seção de chaveamento dois transistores de potência MOSFET FCP20N60 são usados na tradicional configuração de chaveamento direto com dois transistores, cada um suportando até 20 A a 25º C ou até 12,5 A a 100º C em modo contínuo ou até 60 A a 25º C em modo pulsante, apresentando um RDS(on) de 150 mΩ.
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Figura 12: Transistores chaveadores
O primário é controlado pelo controlador PFC ativo/PWM CM6802.
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Figura 13: Controlador PFC ativo/PWM
Análise do Secundário
Esta fonte de alimentação usa um projeto síncrono em seu secundário, o que significa que os retificadores Schottky foram substituídos por transistores MOSFET de modo a aumentar a eficiência. Além disso, a fonte usa um projeto DC-DC no secundário, o que significa que ela é basicamente uma fonte de +12 V com as saídas de +5 V e +3,3 V sendo produzidas por duas fontes de alimentação separadas conectadas na saída de +12 V.
A saída de +12 V é gerada por quatro transistores MOSFET IPP032N06N3, cada um capaz de fornecer até 120 A a 100º C em modo contínuo, ou até 480 A a 25º C em modo pulsante, com um RDS(on) de apenas 2,9 mΩ. Nesta fonte a saída de +12 V também é usada para gerar as saídas de +5 V e +3,3 V, como você já sabe. Apenas como um exercício, se assumíssemos que toda carga fosse exclusivamente extraída da saída de +12 V, nós teríamos um limite de corrente máxima teórico de 343 A ou 4.114 W.
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Figura 14: Transistores responsáveis pela retificação de +12 V (na extrema esquerda nós temos o retificador de +5VSB e na extrema direita nós temos o regulador de tensão de -12 V)
Em vez de ter apenas uma bobina de +12 V, esta fonte tem duas. Cada par de transistores está conectado a uma bobina separada e nós suspeitamos de que elas estejam fora de fase, ou seja, enquanto uma bobina está conduzindo, a outra está carregando.
As saídas de +5 V e +3,3 V são geradas por duas fontes de alimentação pequenas encontradas em placas de expansão instaladas no barramento de +12 V. Cada uma dessas fontes é composta de dois transistores MOSFET APM2510N, dois transistores MOSFET APM2556N (60 A a 25º C ou 48 A a 100º C, resistência de 7,5 mΩ) e um controlador PWM APW7073. Elas utilizam capacitores sólidos.
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Figura 15: Um dos conversores DC-DC
As saídas são monitoradas por um circuito integrado PS223 que está soldado na placa de circuito impresso mostrada na Figura 16. Este circuito suporta proteções contra sobretensão (OVP), subtensão (UVP) e sobrecarga de corrente (OCP). Este circuito oferece quatro canais de proteção contra sobrecarga de corrente (um para +3,3 V, um para +5 V e dois para +12 V). Um comparador de tensão LM393 também está presente, provavelmente para aumentar a quantidade de canais OCP de +12 V para quatro para coincidir com a quantidade de barramentos de +12 V anunciados pelo fabricante.
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Figura 16: Circuito de monitoramento
Distribuição da Potência
Na Figura 17 você pode ver a etiqueta contendo todas as especificações de potência desta fonte.
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Figura 17: Etiqueta da fonte de alimentação
Os barramentos disponíveis estão distribuídos da seguinte forma:
- +12V1 (fios amarelos sólidos): Cabo principal da placa-mãe, cabos de alimentação SATA e para periféricos
- +12V2 (fios amarelos com listra preta): Metade dos conectores EPS12V e o conector ATX12V
- +12V3 (fios azuis com listra amarela): A outra metade dos conectores EPS12V, conector de seis/oito pinos rotulado “PCI-E2”, dois dos conectores vermelhos do sistema de cabeamento modular
- +12V4 (fios amarelos com listra verde): Conector de seis pinos rotulado “PCI-E”, dois dos conectores vermelhos do sistema de cabeamento modular
O sistema de cabeamento modular tem os barramentos rotulados – ou algo parecido. Enquanto os conectores pretos (que estão conectados aos plugues de alimentação SATA e para periféricos) estão corretamente identificados como “+12V1”, dois dos conectores vermelhos (para cabos de alimentação para placas de vídeo) estão rotulados como “+12V5” (o correto seria “+12V4”) e os outros dois estão rotulados como “+12V6” (o correto seria “+12V3”).
A distribuição separa o processador (conectores ATX12V/EPS12V) das placas de vídeo. Se você for instalar uma segunda placa de vídeo, certifique-se de conectar um dos cabos ao barramento +12V4 (rotulado como “+12V5”) e outro cabo ao barramento +12V3 (rotulado como “+12V6”).
Vejamos agora se esta fonte pode realmente fornecer 700 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 a entrada +12VA foi conectada nos barramentos +12V1 e +12V4 da fonte, enquanto que a entrada +12VB foi conectada nos barramentos +12V2 e +12V3 da fonte (conector EPS12V).
Entrada | Teste 1 | Teste 2 | Teste 3 | Teste 4 | Teste 5 |
+12VA | 4,5 A (54 W) | 9,5 A (114 W) | 14,5 A (174 W) | 19 A (228 W) | 25 A (300 W) |
+12VB | 4,5 A (54 W) | 9,5 A (114 W) | 14,5 A (174 W) | 19 A (228 W) | 25 A (300 W) |
+5V | 2 A (10 W) | 4 A (20 W) | 6 A (30 W) | 8 A (40 W) | 10 A (50 W) |
+3,3 V | 2 A (6,6 W) | 4 A (13,2 W) | 6 A (19,8 W) | 8 A (26,4 W) | 10 A (33 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 | 137,3 W | 276,5 W | 413,4 W | 537,3 W | 698,8 W |
% Max Load | 19,6% | 39,5% | 59,1% | 76,8% | 99,8% |
Temp. Ambiente | 45,2º C | 46,0º C | 47,0º C | 48,3º C | 45,4º C |
Temp. Fonte | 42,2º C | 44,2º C | 45,7º C | 46,7º C | 47,3º C |
Regulação da Tensão | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada |
Oscilação e Ruído | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada |
Potência CA | 159,6 W | 312,3 W | 469,6 W | 616,0 W | 813,0 W |
Eficiência | 86,0% | 88,5% | 88,0% | 87,2% | 86,0% |
Tensão CA | 113,1 V | 111,5 V | 110,1 V | 109,0 V | 106,3 V |
Fator de Potência | 0,986 | 0,991 | 0,996 | 0,997 | 0,998 |
Resultado Final | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada |
A Cougar GX 700 W pode realmente fornecer sua potência rotulada em altas temperaturas.
A eficiência foi alta durante todo o teste, entre 86% e 88,5%. Bons números, se não fosse por um pequeno detalhe: esta fonte tem certificação 80 Plus Gold e, por isso, ela deveria apresentar eficiência de 87% em cargas leve (20%) e máxima e eficiência de 90% em carga típica (50%). Nós vemos este tipo de problema acontecer o tempo todo. Infelizmente a Ecos Consulting, empresa por trás da certificação 80 Plus, testa as fontes em uma temperatura ambiente de apenas 23º C, que é irreal. Nós testamos as fontes em temperaturas entre 45º C e 50º C, que é um cenário mais realista, e como a eficiência cai com a temperatura, normalmente encontramos valores de eficiência menores do que os da certificação 80 Plus. Por causa deste problema, nós consideramos nossos resultados mais realistas do que os divulgados pelo fabricante e pela certificação 80 Plus.
As tensões estiveram dentro de uma tolerância de 3% durante o teste um, dois e três. A saída de +5 V saiu desta tolerância durante os testes quatro e cinco e a saída de +3,3 V saiu desta faixa mais apertada durante o teste cinco. Apesar disso, as tensões ainda sim ficaram dentro da faixa de operação normal.
Os níveis de oscilação e ruído foram baixos durante todo o teste. Abaixo você pode ver os resultados para as saídas da fonte durante o teste cinco. O máximo permitido é 120 mV nas saídas de +12 V e -12 V e 50 mV nas saídas de +5 V e +3,3 V. Todos os valores são de pico-a-pico.
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Figura 18: Entrada +12VA do testador de carga durante o teste cinco com a fonte fornecendo 698,8 W (38,2 mV)
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Figura 19: Entrada +12VB do testador de carga durante o teste cinco com a fonte fornecendo 698,8 W (35,6 mV)
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Figura 20: Barramento de +5V durante o teste cinco com a fonte fornecendo 698,8 W (27,6 mV)
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Figura 21: Barramento de +3,3 V durante o teste cinco com a fonte fornecendo 698,8 W (25,6 mV)
Testes de Sobrecarga
Abaixo você pode ver o máximo que conseguimos extrair desta fonte de alimentação. Aqui fomos limitados pelo nosso equipamento, que pode extrair somente até 1.000 W de fontes de alimentação. Mesmo assim a Cougar GX 700 W foi capaz de fornecer além da sua capacidade rotulada. Durante o teste, o nível de ruído em +5 V ficou acima do máximo permitido, em 54,6 mV, e o nível de ruído em +3,3 V estava chegando ao limite, em 48,2 mV. As tensões +5 V, +3,3 V e +5VSB ficaram abaixo do que o mínimo permitido, claramente mostrando que esta fonte já tinha atingindo o seu limite nesta saídas.
Entrada | Teste de Sobrecarga |
+12VA | 33 A (396 W) |
+12VB | 33 A (396 W) |
+5V | 23 A (115 W) |
+3,3 V | 22 A (72,6 W) |
+5VSB | 3 A (15 W) |
-12 V | 0,5 A (6 W) |
Total | 971,4 W |
% Carga Máx. | 138,8% |
Temp. Ambiente | 44,4º C |
Temp. Fonte | 39,4º C |
Potência CA | 1.239 W |
Eficiência | 78,4% |
Tensão CA | 99,9 V |
Fator de Potência | 0,998 |
Principais Especificações
As principais especificações da Cougar GX 700 W são:
- Potência nominal rotulada: 700 W
- Potência máxima medida: 971,4 W a 44.4º C (limitada por nosso equipamento)
- Eficiência rotulada: Entre 89% e 93% em 230 V, certificação 80 Plus Gold
- Eficiência medida: Entre 86% e 88,5% 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 20/24 pinos, três conectores ATX12V (dois deles formando um conector EPS12V) e um conector EPS12V (todos permanentemente instalados na fonte)
- Conectores de alimentação da placa de vídeo: Um cabo com um conector de seis pinos permanentemente instalado na fonte, um cabo com um conector de seis/oito pinos permanentemente instalado na fonte e dois cabos com conectores de seis/oito pinos cada no sistema de cabeamento modular; o sistema de cabeamento modular suporta dois cabos adicionais
- Conectores de alimentação SATA: Nove em três cabos (sistema de cabeamento modular)
- Conectores de alimentação para periféricos: Seis em três cabos (sistema de cabeamento modular)
- Conectores de alimentação da unidade de disquete: Um, se o adaptador incluso for usado
- Proteções: sobretensão (OVP), subtensão (UVP), sobrepotência (OPP), sobrecarga de corrente (OCP), superaquecimento (OTP) e curto-circuito (SCP)
- Garantida: Cinco anos, no exterior
- Verdadeiro fabricante: HEC/Compucase
- Mais informações: http://www.cougar-world.de
- Preço médio nos EUA: Este produto não é vendido nos EUA
Conclusões
O único “problema” que vimos com a Cougar GX 700 W é que ela não pode fornecer a eficiência prometida pelo fabricante em condições de funcionamento mais próximas da realidade. Isto pode ser causado por vários motivos diferentes e os mais comuns são:
- Os testes para obter a certificação 80 Plus são conduzidos em uma temperatura ambiente de apenas 23º C, que é um valor irreal; nós testamos as fontes entre 45º C e 50º C, e a eficiência cai com a temperatura
- Por ser uma empresa alemã, a Cougar testa suas fontes em 230 V, enquanto nós testamos as fontes em 115 V (a eficiência é maior em 230 V)
- O fabricante conduziu testes internos e enviou para o processo de certificação 80 Plus amostras de pré-produção, mas as unidades de produção em massa podem não manter os mesmos valores de eficiência das amostras de pré-produção
A Cougar GX 700 W é uma fonte ruim? De jeito nenhum. Ela pode fornecer sua potência rotulada em altas temperaturas (na verdade nós conseguimos extrair quase 1.000 W dela), tem uma incrível quantidade de conectores, os cabos são muito longos, as tensões ficaram dentro de valores apropriados, os níveis de oscilação e ruído foram baixos durante todo o teste, e a eficiência, embora não nos níveis da 80 Plus Gold, foi alta (entre 86% e 88,5%).
Portanto se você entender que esta é uma boa fonte 80 Plus Silver, você pode comprá-la sem medo. Além disso, se você mora em um local cuja rede elétrica é de 230 V, você deve alcançar uma eficiência maior do que a que obtivemos.
Originalmente em http://www.clubedohardware.com.br/artigos/Teste-da-Fonte-de-Alimentacao-Cougar-GX-700-W/2038
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