Teste da Fonte de Alimentação NZXT HALE90-850-M

Introdução

A NZXT lançou recentemente uma série de fontes de alimentação com certificação 80 Plus Gold chamada HALE90 cujos modelos possuem sistema de cabeamento modular e projeto com um único barramento de +12 V. Vejamos como o modelo de 850 W se sai em nossos testes.

Todas as fontes desta série são fabricadas pela Super Flower e são baseadas na plataforma Golden Green deste mesmo fabricante.

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Figura 1: Fonte de alimentação NZXT HALE90-850-M

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Figura 2: Fonte de alimentação NZXT HALE90-850-M

A NZXT HALE90-850-M mede 18 cm de profundidade e tem uma ventoinha de 140 mm com dois rolamentos de esferas em sua parte inferior.

Esta fonte tem circuito PFC ativo, é claro.

A nova NZXT HALE90-850-M tem sistema de cabeamento modular com oito conectores. Uma coisa interessante no cabeamento modular desta fonte é que não há conector específico para placas de vídeo ou para cabos de alimentação para periféricos: você pode instalar os cabos onde quiser. A fonte tem ainda cinco cabos permanentemente conectados a ela, todos protegidos por um acabamento de nylon (que sai de dentro da fonte). Os cabos inclusos são os seguintes:

Cabo principal da placa-mãe com um conector de 20/24 pinos (56 cm, permanentemente conectado na fonte)
Um cabo com dois conectores ATX12V que juntos formam um conector EPS12V (70 cm, permanentemente conectado na fonte)
Um cabo com um conector EPS12V (70 cm, permanentemente conectado na fonte)
Um cabo com um conector de seis pinos e um conector de seis/oito pinos para placas de vídeo (56 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores, permanentemente conectado na fonte)
Um cabo com quatro conectores de alimentação SATA (56 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores, permanentemente conectado na fonte)
Dois cabos com um conector de seis pinos para placas de vídeo cada (56 cm, sistema de cabeamento modular)
Dois cabos com um conector de seis/oito pinos para placas de vídeo cada (56 cm, sistema de cabeamento modular)
Um cabo com quatro conectores de alimentação SATA (56 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 (56 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores, sistema de cabeamento modular)
Um cabo com quatro conectores de alimentação para periféricos (56 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores, sistema de cabeamento modular)
Um cabo com três conectores de alimentação para periféricos e um conector de alimentação para unidades de disquete (56 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores, sistema de cabeamento modular)

Todos os fios são 18 AWG, exceto aqueles usados no cabo principal da placa-mãe e nos cabos ATX12V/EPS12V, que são mais grossos (16 AWG).

A configuração de cabos é impressionante, extremamente longos e permitindo a você instalar até três placas de vídeo topo de linha sem usar adaptadores, e os 10 conectores de alimentação SATA agradarão até mesmo os usuários mais tarados. A única coisa que não gostamos foi que os conectores da placa de vídeo que estão permanentemente instalados na fonte compartilham o mesmo cabo em vez de usarem cabos individuais.

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Figura 3: Cabos.

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

Por Dentro da NZXT HALE90-850-M

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. A placa de circuito impresso da NZXT HALE90-850-M leva o número de modelo “LLC-M-090612 REV: B”.

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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 tem todos os componentes requeridos, exceto o MOV, que é o componente responsável por eliminar picos de energia provenientes da rede elétrica. Por outro lado, a fonte tem dois capacitores Y e um capacitor X 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)

Agora vamos ter uma discussão mais detalhada a respeito dos componentes usados NZXT HALE90-850-M.

Análise do Primário

Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da NZXT HALE90-850-M. 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 US30KB80R, instalada no mesmo dissipador de calor onde estão os transistores chaveadores e os do circuito PFC ativo. Esta ponte suporta até 30 A a 97º C, o que significa que em teoria você poderia extrair até 3.450 W de uma rede elétrica de 115 W. Assumindo uma eficiência de 80%, a ponte permitiria que a fonte fornecesse até 2.760 W sem que ela queimasse. 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

Dois transistores de potência MOSFET IPI60R125CP são usados no circuito PFC ativo, cada um capaz de fornecer até 25 A a 25º C ou até 16 A a 100º C (veja o que a diferença de temperatura faz) em modo contínuo ou até 82 A a 25º C em modo pulsante. Esses transistores apresentam uma resistência máxima de 125 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.

Esta fonte de alimentação usa dois capacitores eletrolíticos para filtrar a saída do circuito PFC ativo. O uso de mais de um capacitor aqui não tem nada a ver com a “qualidade” da fonte de alimentação, como alguns leigos poderiam supor (incluindo pessoas sem conhecimento em eletrônica que fazem testes de fontes de alimentação em outros sites). Em vez de usar um grande capacitor os fabricantes podem optar por usar dois os mais componentes menores que darão a mesma capacitância total, para melhor acomodar os componentes na placa de circuito impresso, já que capacitores com menores capacitâncias são fisicamente menores do que capacitores com maiores capacitâncias. A NZXT HALE90-850-M usa dois capacitores de 390 µF x 400 V conectados em paralelo; isto é equivalente a um capacitor de 780 µF x 400 V. Esses capacitores são japoneses da Chemi-Con e rotulados a 105º C.

Em vez de usar um único circuito integrado controlador PWM/PFC, esta fonte usa dois circuitos integrados separados, e o circuito PFC ativo é controlado por um chip NCP1653A.

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Figura 11: Controlador PFC ativo

Na seção de chaveamento outros dois transistores de potência MOSFET IPI60R125CP são usados. As especificações desses transistores já foram publicadas acima.

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Figura 12: Transistores do PFC ativo, diodo do PFC ativo e transistores chaveadores

As fontes de alimentação da série NZXT HALE90 utilizam um projeto de chaveamento ressonante, também chamado conversor ressonante série-paralelo. Os transistores chaveadores são controlados por um circuito integrado SF29601, mas nós não encontramos informações sobre este chip. Nós acreditamos que o fabricante original da fonte pegou o controlador ressonante e o remarcou, já que SF significa “Super Flower”. O interessante é que o controlador está localizado no secundário da fonte de alimentação e não no primário.

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Figura 13: Controlador ressonante série-paralelo

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

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 seis transistores MOSFET IPP040N06N3, cada um capaz de fornecer até 90 A a 100º C em modo contínuo, ou até 360 A a 25º C em modo pulsante, com um RDS(on) de apenas 3,7 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 386 A ou 4.629 W.

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Figura 14: Transistores +12 V

Normalmente fontes de alimentação que usam conversores DC-DC no secundário para gerar as saídas de +5 V e +3,3 V têm duas placas de circuito impresso separadas, uma para cada saída. A NZXT HALE90-850-M, no entanto, tem uma única placa de circuito impresso com ambos os circuitos.

Cada conversor é baseado em um controlador PWM NCP1587A e quatro transistores MOSFET ME70N03S, cada um com um limite de corrente de 62 A a 25º C ou 50 A a 70º C em modo contínuo, ou até 100 A a 25º C em modo pulsante, com um RDS(on) máximo de 11 mΩ.

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Figura 15: O conversor DC-DC

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Figura 16: O conversor DC-DC

Nós não vimos um circuito integrado para monitorar as saídas da fonte, e como o fio Power Good e os sensores foram conectados na pequena placa de circuito impresso onde o controlador ressonante é instalado, nossas suspeitas é que o enigmático controlador SF29601 com ajuda de quatro amplificadores operacionais fornecidos por um circuito integrado LM324 fazem a tarefa.

Os capacitores eletrolíticos disponíveis no secundário também são da Chemi-Con e são rotulados a 105º C.

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

Esta fonte utiliza um projeto com um único barramento de +12 V e, portanto, não há muito que dizer aqui.

Vamos ver agora se esta fonte pode realmente fornecer 850 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 os nossos testes ambas foram conectadas no único barramento de +12 V da fonte.

Entrada	Teste 1	Teste 2	Teste 3	Teste 4	Teste 5
+12VA	6 A (72 W)	13 A (156 W)	20 A (240 W)	25 A (300 W)	31 A (372 W)
+12VB	6 A (72 W)	13 A (156 W)	17 A (204 W)	25 A (300 W)	31 A (372 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 (30 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	175,8 W	351,1 W	517,2 W	691,7 W	851,2 W
% Carga Máx.	20,7%	41,3%	60,8%	81,4%	100,1%
Temp. Ambiente	45,9º C	43,0º C	45,4º C	47,2º C	45,4º C
Temp. Fonte	48,2º C	47,2º C	47,5º C	50,2º C	49,9º C
Regulação da Tensão	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Oscilação e Ruído	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Potência CA	201,9 W	393,1 W	583,1 W	790,0 W	992,0 W
Eficiência	87,1%	89,3%	88,7%	87,6%	85,8%
Tensão CA	112,6 V	109,6 V	107,2 V	104,3 V	103,5 V
Fator de Potência	0,983	0,992	0,994	0,995	0,996
Resultado Final	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada

A NZXT HALE90-850-M pode realmenta fornecer sua potência rotulada em altas temperaturas.

A eficiência foi muito alta, o tempo inteiro acima de 85% e atingindo 89,3% quando extraímos cerca de 350 W da fonte testada. Os valores de eficiência foram excelentes, mas em carga máxima a eficiência ficou um pouco abaixo do requerido pela certificação 80 Plus Gold (85,8% vs. 87%). Isto acontece porque os testes para a certificação 80 Plus são conduzidos em uma temperatura ambiente de 23º C, enquanto nós testamos fontes a 45º C, e a eficiência cai com a temperatura.

Todas as tensões ficaram dentro da faixa esperada e os níveis de oscilação e ruído foram baixos. Abaixo você pode ver os resultados para as saídas da fonte de alimentação durante o teste número cinco. O máximo permitido é 120 mV para as saídas de +12 V e -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 18: Entrada +12VA do testador de carga durante o teste cinco com a fonte de alimentação fornecendo 851,2 W (41,6 mV)

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Figura 19: Entrada +12VB do testador de carga durante o teste cinco com a fonte de alimentação fornecendo 851,2 W (42,4 mV)

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Figura 20: Barramento de +5V durante o teste cinco com a fonte de alimentação fornecendo 851,2 W (26,6 mV)

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Figura 21: Barramento de +3,3 V durante o teste cinco com a fonte de alimentação fornecendo 851,2 W (36,2 mV)

Vejamos se conseguimos extrair ainda mais potência da NZXT HALE90-850-M.

Testes de Sobrecarga

Abaixo você pode ver o máximo que conseguimos extrair desta fonte de alimentação. Aqui nós fomos limitados pelo nosso testador de carga, que pode extrair no máximo 1.000 W. Durante este teste a saída de +3,3 V estava apresentando um valor abaixo do mínimo permitido (+3,100 V vs. +3,135 V) e o nível de ruído em +5 V e +3,3 V estava acima do máximo permitido (em 51,2 mV e 67,6 mV, respectivamente).

Entrada	Teste de Sobrecarga
+12VA	32,5 A (390 W)
+12VB	32,5 A (390 W)
+5V	26 A (130 W)
+3,3 V	26 A (86,8 W)
+5VSB	3 A (15 W)
-12 V	0,5 A (6 W)
Total	996,4 W
% Carga Máx.	117,2%
Temp. Ambiente	44,4º C
Temp. Fonte	46,6º C
Potência CA	1.229 W
Eficiência	81,1%
Tensão CA	99,6 V
Fator de Potência	0,996

Principais Especificações

As principais especificações técnicas da fonte de alimentação NZXT HALE90-850-M incluem:

Padrões: ATX12V 2.2 e EPS12V 2.92
Potência nominal rotulada: 850 W
Potência máxima medida: 996,4 W a 44,4º C
Eficiência rotulada: 87% em carga leve (20% ou 170 W) e carga máxima, e 90% em carga típica (50% ou 425 W), certificação 80 Plus Gold
Eficiência medida: Entre 85,8% e 89,3% em 115 V (nominal, ver resultados completos para a tensão realmente usada)
PCF ativo: Sim
Sistema de cabeamento modular: Sim
Conectores de alimentação da placa-mãe: Um conector de 20/24 pinos, dois conectores ATX12V que juntos formam um conector EPS12V e um conector EPS12V, todos permanentemente conectados na fonte
Conectores de alimentação da placa de vídeo: Três conectores de seis pinos e três conectores de seis/oito pinos (um de cada permanentemente conectados na fonte)
Conectores de alimentação SATA: Dez em três cabos (um cabo com quatro conectores permanentemente conectado na fonte)
Conectores de alimentação para periféricos: Nove em três cabos (sistema de cabeamento modular)
Conectores de alimentação para unidade de disquete: Um (sistema de cabeamento modular)
Proteções: Sobretensão (OVP), subtensão (UVP), sobrecarga de potência (OPP) e curto-circuito (SCP)
Garantia: Cinco anos, nos EUA (no Brasil a garantia dependerá do distribuidor)
Verdadeiro fabricante: Super Flower
Mais informações: http://www.nzxt.com
Preço médio nos EUA*: US$ 180

*Pesquisado na Newegg.com no dia da publicação deste teste.

Conclusões

A nova NZXT HALE90-850-M vem para competir diretamente com a OCZ Z Series 850 W: ambas possuem certificação 80 Plus Gold, têm sistema de cabeamento modular e projeto com apenas um barramento de +12 V. A HALE90-850-M tem como vantagem o seu preço, atualmente US$ 15 mais barata do que este modelo da OCZ nos EUA (US$ 180 vs. US$ 195).

Em nossos testes as duas fontes apresentaram desempenho comparável em todos os principais aspectos que analisamos (eficiência, regulação da tensão e ruído elétrico).

No quesito configuração de cabos, a NZXT HALE90-850-M vem com dois conectores de alimentação para placas de vídeo adicionais, permitindo a você instalar até três placas de vídeo topo de linha ao mesmo tempo sem usar adaptadores e mais conectores de alimentação para periféricos (nove, contra três no modelo da OCZ). Mas a OCZ Z Series 850 W vem com um total de 12 conectores de alimentação SATA, contra 10 na HALE90-850-M.

Portanto, a NZXT HALE90-850-M provou ser uma concorrente ferrenha para a OCZ Z Series 850 W: você terá desempenho comparável e mais conectores de alimentação a um preço menor. Bacana, não?

Se você está procurando por uma fonte de alimentação de 850 W com alta eficiência para o seu micro topo de linha, ficará satisfeito com a nova NZXT HALE90-850-M.

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