Por Gabriel Torres e Cássio Lima em 30 de janeiro de 2009
Introdução
A nova série Liberty ECO da Enermax vem para substituir a popular série Liberty DXX e as fontes desta nova série são equipadas com um sistema de cabeamento modular, uma ventoinha de 120 mm, PFC ativo e são rotuladas a 40º C – ou seja, o fabricante garante que as fontes podem fornecer suas potências rotuladas quando operando a esta temperatura ambiente. O principal problema com a série Liberty DXX era a eficiência, abaixo de 80% caso você extraísse mais de 60% da carga máxima da fonte. Como já testamos a Liberty DXX 500 W será interessante testar a Liberty ECO 500 W para vermos como é esta nova versão comparada à versão antiga. Será que a Liberty ECO 500 W é um bom produto ou tem a mesma eficiência da Liberty DXX 500 W? Será que ela pode realmente fornecer 500 W? Confira.
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Figura 1: Enermax Liberty ECO 500 W.
Esta fonte de alimentação é pequena, medindo apenas 14 cm de profundidade. Ela tem uma ventoinha de 120 mm em sua parte inferior e circuito PFC ativo, o que permite à Enermax vendê-la na Europa. De acordo com o fabricante esta fonte tem eficiência entre 80% e 86% e mediremos isto, especialmente porque este foi o principal problema com a série Liberty DXX.
Como mencionamos a Liberty ECO 500 W vem com um sistema de cabeamento modular, que pode ser visto nas figuras abaixo. Os conectores usados aqui são completamente diferentes dos usados na Liberty DXX, sendo idênticos aos usados nas fontes da série MODU82+ do mesmo fabricante.
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Figura 2: Enermax Liberty ECO 500 W.
Os conectores usados no sistema de cabeamento modular possuem um problema. Se você puxar qualquer cabo do sistema de cabeamento modular sem pressionar as presilhas laterais a parte plástica do conector sai, como você pode ver na Figura 3. Você pode facilmente colocá-la no lugar, o problema é que esta peça plástica pode ser encaixada em duas posições diferentes! Se isto acontecer com você preste atenção nos outros conectores para se certificar de inserir a peça plástica usando a mesma orientação, ou seja, coincidindo a localização dos furos quadrados e trapezoidais com os usados pelos outros conectores.
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Figura 3: A peça plástica do conector sai se você puxar o cabo sem pressionar suas travas.
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Figura 4: Cabos do sistema de cabeamento modular.
Os cabos da placa-mãe partem de dentro da fonte e são protegidos por um acabamento de nylon que também parte de dentro da fonte. O cabo principal da placa-mãe usa um conector de 24 pinos e esta fonte vem com dois conectores ATX12V que juntos formam um conector EPS12V.
Os cabos para periféricos estão disponíveis no sistema de cabeamento modular, e o produto vem com quatro cabos: um cabo com dois conectores de alimentação auxiliares para placas de vídeo de 6/8 pinos (apesar de esses conectores estarem disponíveis no mesmo cabo, ele são conectados ao plugue de alimentação usando fios individuais), um cabo com três plugues de alimentação SATA, um cabo com dois plugues de alimentação SATA e dois plugues de alimentação para periféricos padrão e um cabo com três conectores de alimentação para periféricos padrão e um conector de alimentação para unidades de disquete.
A quantidade de plugues é satisfatória para usuários comuns.
Todos os fios são 18 AWG, que é a bitola correta para ser usada nos padrões de hoje.
Vamos agora dar uma olhada no interior desta fonte de alimentação.
Por Dentro da Liberty ECO 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.
A primeira coisa que nos chamou atenção ao desmontarmos esta fonte foi a ventoinha, que é a mesma usada nas séries MODU82+ e PRO82+ do mesmo fabricante: uma ventoinha com dois níveis de tensão, usando um conector de quatro pinos, que permite que ela seja mais silenciosa do que ventoinhas tradicionais (isto provou ser verdade durante nossos testes).
A segunda coisa que notamos foi que internamente a Liberty ECO 500 W não tem nada a ver com a Liberty DXX 500 W: elas utilizam projetos completamente diferentes. Portanto nós estávamos esperando ver resultados diferentes também nos testes. Internamente a Liberty ECO se parece com as fontes PRO82+ e MODU82+, mas nós vimos diferenças suficientes entre elas para dizer que utilizam projetos ligeiramente diferentes.
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Figura 5: Visão geral.
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Figura 6: Visão geral.
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Figura 7: Visão geral.
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.
Esta fonte é impecável neste estágio, tendo dois capacitores Y extras e uma bobina de ferrite extra, além de um capacitor X extra após a ponte de retificação. Nesta fonte o varistor está localizado após a ponte de retificação e não antes, como de costume.
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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).
Agora vamos discutir em mais detalhes os componentes usados na Liberty ECO 500 W.
Análise do Primário
Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da Liberty ECO 500 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 uma ponte de retificação GBU10J em seu primário, que é capaz de fornecer até 10 A a 100º C. Este componente está claramente superdimensionado: em 115 V esta fonte seria capaz de extrair até 1.150 W da rede elétrica; assumindo uma eficiência de 80%, a ponte permitiria que esta fonte fornecesse até 920 W sem a sua queima. 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: Ponte de Retificação.
No circuito PFC ativo a Liberty ECO 500 W usa dois transistores de potência MOSFET 2SK2698, cada um capaz de fornecer até 15 A em modo contínuo ou até 60 A em modo pulsante, ambos valores rotulados a 25º C.
O capacitor do PFC ativo é japonês da Hitachi e rotulado a 85º C.
Na seção de chaveamento outros dois transistores de potência MOSFET 2SK2698 são usados na tradicional configuração direta com dois transistores. As especificações para esses transistores você pode ler acima.
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Figura 11: Dois dos quatro transistores de potência MOSFET usados no primário.
O primário é controlado por um circuito integrado controlador PWM/PFC CM6802, que é uma nova versão do famoso CM6800 que consome menos energia.
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Figura 12: Controlador PWM/PFC.
Vamos agora analisar o secundário da Liberty ECO 500 W.
Análise do Secundário
A Liberty ECO 500 W usa quatro retificadores Schottky 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%. Claro que a corrente máxima (e conseqüentemente a potência) que esta linha pode realmente fornecer dependerá de outros componentes, especialmente das bobinas.
A saída de +12V é produzida por dois retificadores Schottky 40CPQ060 conectados em paralelo, cada um suportando até 40 A (20 A por diodo interno a 120°C). Isto nos dá uma corrente máxima teórica de 57 A [(20 A x 2)/(1 – 0,30)] ou 686 W para a saída de +12 V.
A saída de +5 V é produzida por um retificador Schottky STPS30L30CT, que é capaz de fornecer até 30 A (15 A por diodo interno a 140°C). Portanto a corrente máxima teórica que a saída de +5 V pode fornecer é de 21 A [15 A/(1 – 0,30)] ou 107 W.
A saída de +3,3 V é produzida por um retificador Schottky S30SC4M, que é capaz de fornecer até 30 A (15 A por diodo interno a 126º C). Portanto a corrente máxima teórica que a saída de +3,3 V pode fornecer é de 21 A ou 71 W.
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Figura 13: Retificador de +3,3 V, retificador de +5 V e retificador de +12 V (o outro retificador de +12 V está no lado oposto).
Esta fonte de alimentação usa um circuito integrado PS223, que é o responsável pelas proteções da fonte de alimentação. Este circuito integrado oferece proteções contra sobrecarga de potência (OCP), sobretensão (OVP), subtensão (UVP) e superaquecimento (OTP, não implementada na série Liberty ECO), mas não oferece proteção contra sobrecarga de potência (OPP). De acordo com a Enermax a proteção contra sobrecarga de potência é implementada no primário, através do circuito integrado CM6802.
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Figura 14: Circuito integrado de monitoramento.
Os capacitores eletrolíticos do secundário são da CEC (fabricados na China) e rotulados a 105º C, como de costume.
Distribuição da Potência
Na Figura 15 você pode ver a etiqueta desta fonte de alimentação contendo suas especificações de potência.
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Figura 15: Etiqueta da fonte de alimentação.
Esta fonte de alimentação tem dois barramentos virtuais de +12V distribuídos da seguinte forma:
- +12V1: Cabo principal da placa-mãe, cabos ATX12V/EPS12V.
- +12V2: Todos os conectores encontrados no sistema de cabeamento modular.
Agora vamos ver se esta fonte pode realmente fornecer 500 W de potência.
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 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.
+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 (cabo principal da placa-mãe) e +12V2 (conectores de alimentação para periféricos e conector de alimentação auxiliar da placa de vídeo), enquanto que a entrada de +12V2 foi conectada ao barramento +12V1 (conector EPS12V).
Entrada | Teste 1 | Teste 2 | Teste 3 | Teste 4 | Teste 5 |
+12V1 | 4 A (48 W) | 7 A (84 W) | 11 A (132 W) | 14,5 A (174 W) | 18 A (216 W) |
+12V2 | 3 A (36 W) | 7 A (84 W) | 10 A (120 W) | 14 A (168 W) | 18 A (216 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 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) | 0,5 A (6 W) |
Total | 104,3 W | 197,8 W | 302,0 W | 402,8 W | 501,8 W |
% Carga Máx. | 20,9% | 39,6% | 60,4% | 80,6% | 100,4% |
Temp. Ambiente | 48,5º C | 47,9º C | 48,0º C | 48,8º C | 50,0º C |
Temp. Fonte | 51,7º C | 50,8º C | 50,7º C | 51,9º C | 52,7º C |
Estabilidade da Tensão | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada |
Ripple e Ruído | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada |
Potência CA (1) | 118 W | 222 W | 343 W | 467 W | 600 W |
Eficiência (1) | 88,4% | 89,1% | 88,0% | 86,3% | 83,6% |
| Potência CA (2) | 125,2 W | 233,5 W | 360,4 W | 488,4 W | 623.0 W |
| Eficiência (2) | 83,3% | 84,7% | 83,8% | 82,5% | 80,5% |
| Tensão CA | 111,6 V | 110,5 V | 108,8 V | 108,1 V | 106,6 V |
| Fator de Potência | 0,975 | 0,984 | 0,987 | 0,990 | 0,994 |
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 0,975 ainda é um bom número.
Esta fonte pode realmente fornecer 500 W a 50º C, o que é excelente.
A Enermax Liberty ECO 500 W apresentou uma eficiência muito boa durante nossos testes. Se você extrair até 60% da sua capacidade máxima rotulada (300 W) você terá uma eficiência de pelo menos 83%, chegando a 84,7% se você extrair 40% da sua capacidade de potência máxima rotulada (200 W). Se você extrair 80% da sua capacidade rotulada (400 W) a eficiência cai para 82,5%, ainda um bom número. A 100% da carga (500 W) a eficiência cai bastante, mas mantendo-se acima de 80%, em 80,5%.
Portanto a série Liberty ECO tem desempenho melhor do que a da antiga série Liberty DXX. As séries Enermax PRO82+ e MODU82+ continuam tendo eficiência maior, mas elas são mais caras.
A regulação da tensão também foi excelente, com todas as tensões dentro de 3% de seus valores nominais – melhor do que o definido pelo padrão ATX, que diz que elas devem estar dentro de 5% de seus valores nominais. A exceção foi a saída de -12 V, que ainda estava dentro de 5% de seu valor nominal (a tolerância para esta saída em particular é de 10%).
Os níveis de ripple e ruído foram outros destaques deste produto, atigindo valores muito abaixo do máximo permitido – o nível de ruído nas entradas de +12 V foi apenas ¼ do máximo permitido, enquanto que o nível de ruído nas entradas de +5 V e +3,3 V foi menos do que 2/5 do máximo permitido. Abaixo você pode ver os níveis de ripple e ruído durante o teste número cinco quando a fonte estava fornecendo 501,8 W. Só para lembrar, o máximo permitido é de 120 mV para as saídas de 12 V e 50 mV para as saídas de +5 V e +3,3 V. Todos os valores são de pico-a-pico.
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Figura 16: Nível de ruído na entrada de +12V1 do testador de carga com a fonte fornecendo 501,8 W (34 mV).
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Figura 17: Nível de ruído na entrada de +12V2 do testador de carga com a fonte fornecendo 501,8 W (34,4 mV).
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Figura 18: Nível de ruído na entrada de +5 V do testador de carga com a fonte fornecendo 501,8 W (19,6 mV).
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Figura 19: Nível de ruído na entrada de +3,3 V do testador de carga com a fonte fornecendo 501,8 W (14,6 mV).
Vamos agora ver se conseguimos extrair mais potência da Liberty ECO 500 W.
Teste de Sobrecarga
Antes de sobrecarregarmos as fontes de alimentação nós sempre gostamos primeiro de testar se a proteção contra sobrecarga de corrente (OCP) está ativa e em que nível está configurada. Para este teste instalamos apenas os cabos que estavam conectados no barramento de +12V1 da fonte (cabo principal da placa-mãe e cabo EPS12V), ligamos a fonte com o padrão para nosso teste número cinco e aumentamos a corrente em +12 V até que a fonte desligasse. Isto aconteceu quando tentamos extrair mais do que 32 A. Nós achamos este valor muito alto, especialmente quando na etiqueta diz que o limite para cada barramento de +12 V é de 24 A. Nós preferimos ver a proteção contra sobrecarga de corrente (OCP) configurada em um nível próximo ao que está impresso na etiqueta.
Nós conseguimos sobrecarregar esta fonte com muita facilidade. O problema foi que se tentássemos extrair um pouco mais do que o descrito na tabela abaixo, o ripple ia para a estratosfera. Se tentássemos extrair ainda mais a fonte não ligava, o que é excelente – provavelmente as proteções contra sobretensão (OVP) ou subtensão (UVP) entraram em ação, já que a oscilação na saída estava muito alta.
Abaixo você pode ver a quantidade máxima de corrente/potência que conseguimos extrair desta fonte com os níveis de ruído dentro da especificação ATX. O nível de ruído ainda estava muito baixo, apenas 50 mV em ambas as entradas de +12V1 e +12V2.
Entrada | Máximo |
+12V1 | 21 A (252 W) |
+12V2 | 21 A (252 W) |
+5V | 6 A (30 W) |
+3.3 V | 6 A (19,8 W) |
+5VSB | 2,5 A (12,5 W) |
-12 V | 0,5 A (6 W) |
Total | 572 W |
% Carga Máx. | 114,4% |
Temp. Ambiente | 52,2º C |
Temp. Fonte | 55,9º C |
Potência CA (1) | 690 W |
Eficiência (1) | 82,9% |
| Potência CA (2) | 724,0 W |
| Eficiência (2) | 79,0% |
| Tensão CA | 106,1 V |
| Fator de Potência | 0,994 |
Com a Enermax Liberty ECO 500 W entregando acima de 500 W a eficiência caiu para abaixo de 80% (considere os resultados marcados com "2", que são os corretos, medidos com nosso wattímetro de precisão).
Principais Especificações
As principais especificações técnicas da fonte de alimentação Enermax Liberty ECO 500 W incluem:
- Potência nominal rotulada: 500 W a 40º C.
- Potência máxima medida: 572 W a 52,2º C.
- Eficiência rotulada: entre 80% e 86%
- Eficiência medida: entre 80,5% e 84,7% em 115 V (nominal, ver resultados completos para a tensão realmente usada).
- PFC ativo: Sim.
- Sistema de cabeamento modular: Sim.
- Conectores de alimentação da placa-mãe: Um conector de 24 pinos e dois conectores ATX12V que juntos formam um conector EPS12V (ambos provenientes de dentro da carcaça da fonte de alimentação).
- Conectores de alimentação da placa de vídeo: Dois conectores de 6/8 pinos.
- Conectores de alimentação para periféricos: Cinco em dois cabos.
- Conectores de alimentação para a unidade de disquete: Um.
- Conectores de alimentação SATA: Cinco em dois cabos.
- Proteções: sobrecarga de corrente (OCP, testada e funcionando), sobretensão (OVP, não testada), subtensão (UVP, não testada), sobrecarga (OPP/OLP, não testada) e curto-circuito (SCP, testada e funcionando).
- Garantia: Três anos, nos EUA. No Brasil a garantia dependerá do distribuidor.
- Mais informações: http://www.enermax.com.tw
- Preço médio nos EUA*: US$ 100.
*Pesquisado no Newegg.com no dia da publicação desse teste.
Conclusões
Nós ficamos realmente impressionados com a Enermax Liberty ECO 500 W. É sempre bom ver um fabricante aumentar a qualidade de sua linha de produtos. A série Liberty ECO não tem absolutamente nada a ver com a série antiga Liberty DXX: ela usa um projeto interno completamente diferente que oferece uma eficiência muito maior.
Tudo é perfeito na Liberty ECO 500 W: alta eficiência (entre 83% e 85% se você puxar até 300 W dela; puxando 400 W dela você verá uma eficiência de 82,5%; e em carga máxima a eficiência cai para 80,5% - definitivamente ela não foi feita para trabalhar a 500 W o tempo inteiro), níveis de ripple e ruído baixos, quantidade correta de cabos para usuários comuns e excelente preço nos EUA (US$ 100 na Newegg.com – pena que ela deva chegar por aqui na faixa dos R$ 400 – R$ 450, mas mesmo assim é um preço razoável por uma fonte com os seus recursos e desempenho).
A única razão para recomendarmos a compra de um produto diferente é se você precisar de mais cabos ou se você quiser uma fonte com uma eficiência ainda maior. Neste caso, no entanto, não há outra opção a não ser comprar um produto mais caro.
Originalmente em http://www.clubedohardware.com.br/artigos/Teste-da-Fonte-de-Alimentacao-Enermax-Liberty-ECO-500-W/1630
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