Teste da Fonte de Alimentação FSP300-60GHS

Introdução

A FSP300-60GHS é uma pequena fonte de alimentação de 300 W SFX da FSP voltada para micros compactos (SFF). Ela mede apenas 12,5 x 10 x 6,2 cm, enquanto que fontes de alimentação ATX convencionais medem pelo menos 15 x 14 x 8,5 cm. A fonte testada veio instalada no gabinete SilverStone Sugo SG05 SFF. Vejamos se ela é uma boa fonte de alimentação.

A SilverStone nos esclareceu que esta fonte que vem no gabinete SG05 é ligeiramente diferente do modelo padrão da FSP300-60GHS, possuindo as seguintes melhorias:

Menor nível de ruído acústico
Configuração dos cabos (tipos e comprimentos)
Melhor distribuição de +12 V para melhor suportar placas de vídeo topo de linha

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Figura 1: Fonte de alimentação FSP300-60GHS.

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Figura 2: Fonte de alimentação FSP300-60GHS.

Por causa do seu tamanho reduzido, ela usa uma ventoinha fina de 80 mm em sua parte inferior. A FSP300-60GHS possui PFC ativo, o que permite à FSP vendê-la na Europa.

Os cabos não têm proteção de nylon. Os cabos inclusos são os seguintes:

Cabo principal da placa-mãe com um conector de 20/24 pinos.
Um cabo com um conector ATX12V.
Um cabo de alimentação auxiliar para placas de vídeo com um conector de seis pinos.
Um cabo de alimentação SATA com três conectores.
Um cabo de alimentação para periféricos com dois conectores padrão e um conector para unidades de disquete.

A quantidade de cabos é mais do que suficiente para montar um micro compacto.

Todos os fios são 18 AWG, que é a bitola correta a ser usada. O cabo ATX12V e o da placa de vídeo medem 40 cm, enquanto que todos os outros cabos medem 30 cm entre a fonte de alimentação e o primeiro conector no cabo. Nos cabos de alimentação SATA há um espaço de 19,5 cm entre o primeiro e o segundo conector, mas apenas 10 cm entre o segundo e terceiro conector. No cabo de alimentação para periféricos há um espaço de 19 cm entre cada conector.

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Figura 3: Cabos.

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

Por Dentro da FSP300-60GHS

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 ideia 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 é impecável, com um capacitor X, dois capacitores Y e duas bobinas de ferrite a mais do que o necessário. Isto é realmente bacana de ver, especialmente em um produto de baixa potência.

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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 discutir em mais detalhes os componentes usados na FSP300-60GHS.

Análise do Primário

Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da FSP300-60GHS. Para uma melhor compreensão do que iremos falar aqui, sugerimos a leitura do nosso tutorial Anatomia das Fontes de Alimentação Chaveadas.

Esta fonte de alimentação usa uma ponte de retificação GBU605 em seu estágio primário, que pode fornecer até 6 A a 100º C. Este componente está claramente superdimensionado: em 115 V esta fonte seria capaz de extrair até 690 W da rede elétrica; assumindo uma eficiência de 80%, a ponte permitiria que esta fonte fornecesse até 552 W sem a queima deste componente. Claro que estamos falando apenas deste componente e o limite real dependerá de outros componentes da fonte de alimentação.

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Figura 9: Ponte de retificação.

No circuito PFC ativo desta fonte é usado um transistor de potência MOSFET FDPF18N50, capaz de fornecer até 18 A a 25°C ou 10,8 A a 100°C (veja o que a diferença de temperatura faz) em modo contínuo ou até 72 A em modo pulsante a 25°C. Este transistor apresenta uma resistência de 265 mΩ quando ligado, uma característica chamada RDS(on). Este número indica a quantidade de potência desperdiçada, portanto quanto menor este valor melhor, já que menos potência será desperdiçada, aumentando assim a eficiência. Como você pode ver esta fonte usa apenas um transistor em vez de dois, como é mais comum. Isto foi provavelmente feito para reduzir o tamanho da fonte.

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Figura 10: Diodo do PFC ativo e transistor.

Esta fonte usa um capacitor eletrolítico da Teapo rotulado a 105º C para filtrar a saída do circuito PFC ativo. É sempre bom ver fontes de alimentação usando capacitores rotulados a 105º C em vez de 85º C aqui.

Na seção de chaveamento dois transistores de potência MOSFET FQPF9N50C são usados na tradicional configuração direta com dois transistores. Cada transistor suporta até 9 A a 25º C ou 5,4 A a 100º C (veja o que a diferença de temperatura faz) em modo contínuo ou até 36 A em modo pulsante a 25º C. Esses transistores apresentam um RDS(on) de 800 mΩ (muito alto em nossa opinião).

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Figura 11: Transistores chaveadores.

O primário é controlado por um controlador PFC/PWM da Champion Micro, mas nós não conseguimos ler o modelo exato.

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Figura 12: Controlador PFC/PWM.

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

Análise do Secundário

Esta fonte usa três retificadores Schottky em seu secundário, um para cada saída principal (+12 V, +5 V e +3,3 V), e todos eles são do mesmo modelo: SBR30A50CT (30 A, 15 A por diodo interno a 110º C, queda de tensão máxima de 0,55 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%.

Isto resulta em uma corrente máxima teórica de 21 A para cada linha, ou 275 W para a saída de +12 V, 107 W para a saída de +5 V e 71 W para a saída de +3,3 V.

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 13: Retificadores.

O secundário é monitorado por um circuito integrado PS229. Infelizmente este dispositivo não está listado no site do fabricante, por isso não temos como dizer quais proteções ele realmente suporta.

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Figura 14: Circuito integrado de monitoramento.

Todos os capacitores eletrolíticos do secundário também são da Teapo e rotulados a 105º C, como de costume.

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.

Esta fonte tem dois barramentos virtuais de +12 V distribuídos da seguinte forma:

+12V1 (fio amarelo sólido): Todos os cabos exceto o cabo de alimentação auxiliar da placa de vídeo.
+12V2 (fio amarelo com listra preta): Cabo de alimentação auxiliar da placa de vídeo.

Esta é a melhor distribuição, em nossa opinião, já que o processador e a placa de vídeo estão localizados em barramentos separados.

Vamos agora ver se esta fonte pode realmente fornecer 300 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. 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 duas entradas independentes de +12 V do nosso testador de carga e durante nossos testes a entrada de +12V1 foi conectada nos barramentos de +12V1 e +12V2 da fonte e a entrada de +12V2 foi conectada no barramento de +12V1 da fonte (conector ATX12V).

Entrada	Teste 1	Teste 2	Teste 3	Teste 4	Teste 5
+12V1	2 A (24 W)	4 A (48 W)	6 A (72 W)	8 A (96 W)	10,5 A (126 W)
+12V2	1,5 A (18 W)	3,5 A (42 W)	6 A (72 W)	8 A (96 W)	10 A (120 W)
+5V	1 A (5 W)	2 A (10 W)	3 A (15 W)	4 A (20 W)	5 A (25 W)
+3,3 V	1 A (3,3 W)	2 A (6,6 W)	3 A (9,9 W)	4 A (13,2 W)	5 A (16,5 W)
+5VSB	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1,5 A (7,5 W)	2 A (10 W0	2 A (10 W0
-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	60,4 W	115,9 W	179,2 W	236,3 W	296,0 W
% Carga Máx.	20,1%	38,6%	59,7%	78,8%	98,7%
Temp. Ambiente	39,0º C	38,2º C	38,6º C	39,3º C	39,8º C
Temp. Fonte	42,8º C	44,2º C	43,5º C	39,7º C	46,0º C
Estabilidade da Tensão	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Reprovada em +5VSB
Ripple e Ruído	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Potência CA	74,4 W	138,0 W	212,3 W	283,7 W	363,5 W
Eficiência	81,2%	84,0%	84,4%	83,3%	81,4%
Tensão CA	115,7 V	115,1 V	114,2 V	113,4 V	112,9 V
Fator de Potência	0,993	0,986	0,987	0,988	0,989
Resultado Final	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada

Nós tivemos que ser mais generosos com a temperatura durante o teste desta fonte. Nós normalmente esperamos até que a temperatura dentro da nossa câmera térmica esteja entre 45º C e 50º C para começar a coletar os dados, mas como esta é uma fonte de baixa potência, a temperatura demorou muito para subir e o máximo que conseguimos obter foi 39º C.

A FSP300-60GHS apresentou uma eficiência muito boa entre 83%-84% quando extraímos entre 40% e 80% da sua capacidade rotulada (ou seja, entre 120 W e 240 W). Em carga leve (20% da carga; 60 W) e em carga máxima (300 W) a eficiência caiu, mas ainda acima de 81%, o que é bom.

As principais saídas (+12 V, +5 V e +3,3 V) estiveram o tempo todo dentro de 3% de seus valores nominais. A especificação ATX permite que as tensões estejam em até 5% de seus valores nominais. Traduzindo: as tensões ficaram próximas dos seus valores nominais do que o necessário. A tensão standby (+5VSB), no entanto, atingiu o limite de 4,75 V durante o teste número quatro e caiu mais ainda (4,72 V) durante o teste número cinco.

Os níveis de oscilação e ruído foram baixos. Você pode ver abaixo os resultados para o teste número cinco. Todos os valores são de pico-a-pico e 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.

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Figura 16: Entrada +12V1 do testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 296,0 W (59 mV).

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Figura 17: Entrada +12V2 do testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 296,0 W (65,2 mV).

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Figura 18: Barramento de +5V com a fonte de alimentação fornecendo 296,0 W (29,8 mV).

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Figura 19: Barramento de +3,3 V com a fonte de alimentação fornecendo 296,0 W (17,8 mV).

Vamos agora ver se conseguimos extrair mais de 300 W desta fonte.

Testes 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, nós conectamos todos os cabos que foram conectados no barramento de +12V1 da fonte na entrada de +12V1 do testador de carga e começamos a aumentar a corrente até que a fonte desligasse. Isto aconteceu quando tentamos extrair 22 A ou mais, o que significa que proteção contra sobrecarga de corrente (OCP) no barramento +12V1 está configurada neste valor.

Em seguida, começando do teste número cinco nós aumentamos as correntes para o máximo que conseguimos mantendo a fonte trabalhando dentro das especificações ATX. Se tentássemos aumentar mais 1 A em qualquer saída o ripple ia para a estratosfera, mostrando que já tínhamos chegado ao limite máximo que esta fonte consegue fornecer. Além disso, após mais ou menos 30 segundos funcionando nesta configuração a mesma coisa aconteceu, significando que o máximo que poderíamos extrair era apenas “a potência de pico” e não “potência contínua”.

A idéia por trás do teste de sobrecarga é ver se a fonte queimará/explodirá e ver se suas proteções estão funcionando corretamente. Esta fonte não queimou e/ou explodiu quando tentamos sobrecarregá-la, o que significa que ela passou neste teste.

Entrada	Máximo
+12V1	13 A (156 W)
+12V2	13 A (156 W)
+5V	5 A (25 W)
+3,3 V	5 A (16,5 W)
+5VSB	2 A (10 W)
-12 V	0,5 A (6 W)
Total	358,3 W
% Carga Máx.	119,4%
Temp. Ambiente	39,1º C
Temp. Fonte	47,6º C
Potência CA	451,6 W
Eficiência	79,3%
Tensão CA	111,6 V
Fator de Potência	0,989

Principais Especificações

As principais especificações técnicas da FSP300-60GHS são:

SFX12V
Potência nominal rotulada: 300 W.
Potência máxima medida: 358,3 W em 39,1º C.
Eficiência rotulada: mínimo de 80% (certificação 80 Plus).
Eficiência medida: entre 81,2% e 84,4% em 115 V (nominal, ver resultados completos para a tensão realmente usada).
PFC ativo: Sim.
Sistema de cabeamento modular: Não.
Conectores de alimentação da placa-mãe: Um conector de 20/24 pinos e um conector ATX12V.
Conectores de alimentação da placa de vídeo: Um conector de seis pinos.
Conectores de alimentação para periféricos: Dois em um cabo.
Conectores de alimentação da unidade de disquete: Um.
Conectores de alimentação SATA: Três em um cabo.
Proteções: Sobretensão (OVP, não testada), sobrecarga de corrente (OCP, testada e funcionando) e curto-circuito (SCP, testada e funcionando).
Garantia: Informação não disponível.
Mais informações: http://www.fsp-group.com
Preço médio nos EUA: Nós não encontramos este produto sendo vendido no mercado norte-americano no dia da publicação deste teste.

Conclusões

A FSP300-60GHS se saiu muito bem em nossos testes. Ela apresentou eficiência alta de até 84,4% e realmente é capaz de fornecer 300 W.

Ela é certamente uma boa opção para as pessoas que querem montar micros pequenos baseados no padrão SFX.

O gabinete SilverStone Sugo SG05 vem com esta fonte instalada e parece ser um casamento perfeito.

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