Teste da Fonte de Alimentação OCZ Z Series 850 W

Introdução

A série Z é a família de fontes de alimentação com certificação 80 Plus Gold da OCZ e até o momento a OCZ lançou dois modelos: 850 W e 1.000 W. Nós já testamos o modelo de 1.000 W e hoje veremos se o modelo de 850 W supera nossas expectativas.

Além da OCZ Z Series 1000 W, até agora nós já testamos duas outras fontes de alimentação com certificação 80 Plus Gold: Enermax MODU87+ 700 W e Seasonic X-Series 650 W.

Se você leu nosso teste do modelo de 1.000 W você sabe os modelos de 850 W e 1000 W são basicamente a mesma fonte de alimentação, com alguns componentes (pontes de retificação, capacitores do primário e a adição de um terceiro transistor no circuito PFC ativo) atualizados no modelo de 1.000 W. Ambos os modelos são fabricados pela Highpower.

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Figura 1: Fonte de alimentação OCZ Z Series 850 W.

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Figura 2: Fonte de alimentação OCZ Z Series 850 W.

A OCZ Z Series 850 W é uma fonte relativamente pequena, medindo 16 cm de profundidade. Ela tem uma ventoinha de 135 mm localizada em sua parte inferior e circuito PFC ativo, é claro.

Inicialmente a OCZ ofereceu duas versões desta fonte de alimentação: com e sem sistema de cabeamento modular. Embora você ainda possa encontrar no mercado norte-americano alguns modelos sem sistema de cabeamento modular, a OCZ não venderá mais esses modelos; eles focarão exclusivamente no modelo com sistema de cabeamento modular.

O sistema de cabeamento modular tem oito conectores, com quatro cabos permanentemente instalados na fonte. Os cabos inclusos são:

Cabo principal da placa-mãe com um conector de 24 pinos (sem opção para 20 pinos), 55 cm de comprimento (permanentemente instalado na fonte de alimentação).
Um cabo com dois conectores ATX12V que juntos formam um conector EPS12V, 62 cm de comprimento (permanentemente instalado na fonte de alimentação).
Um cabo com um conector EPS12V, 62 cm de comprimento (permanentemente instalado na fonte de alimentação).
Quatro cabos com um conector de seis/oito pinos para placas de vídeo cada, 58,5 cm de comprimento (sistema de cabeamento modular).
Um cabo com três conectores de alimentação SATA, 62 cm até o primeiro conector, 18,5 cm entre os conectores (permanentemente instalado na fonte de alimentação).
Três cabos com três conectores de alimentação SATA cada, 48 cm até o primeiro conector, 19 cm entre os conectores (sistema de cabeamento modular).
Um cabo com três conectores de alimentação para periféricos e um conector de alimentação para a unidade de disquete, 53 cm até o primeiro conector, 18,5 cm entre os conectores (sistema de cabeamento modular).

Aqui a diferença entre os modelos de 850 W e 1.000 W é a presença de dois cabos de alimentação extras para placas de vídeo (os que estão permanentemente instalados na fonte) no modelo de 1.000 W; o resto é idêntico. Esta configuração é muito boa para um produto de 850 W, oferecendo quatro conectores para placas de vídeo, o que permite a você conectar duas placas de vídeo que necessitem de dois conectores de alimentação cada, e 12 conectores de alimentação SATA. Mas nós achamos que ela poderia vir com dois cabos de alimentação adicionais para placas de vídeo para os usuários que queiram montar um sistema SLI de três vias, assim como é possível com o modelo de 1.000 W.

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Figura 3: Cabos.

Todos os cabos utilizam fios 18 AWG, que é o mínimo recomendado, exceto o cabo principal da placa-mãe, que utiliza condutores mais grossos (16 AWG), o que é excelente.

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

Por Dentro da OCZ Z Series 850 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. Como mencionamos, internamente o modelo de 850 W é praticamente idêntico ao modelo de 1.000 W.

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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.

Neste estágio a fonte testada é impecável. Ela tem dois capacitores Y e um capacitor X a mais do que o mínimo necessário, além de um capacitor X após as pontes de retificação.

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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 OCZ Z Series 850 W.

Análise do Primário

Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da OCZ Z Series 850 W. 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 duas pontes de retificação TS15P05G conectadas em paralelo em seu primário, cada uma suportando até 15 A a 100º C. Em uma rede elétrica de 115 V esta fonte seria capaz de extrair até 3.450 W; assumindo uma eficiência de 80%, as pontes permitiriam que esta fonte fornecesse até 2.760 W sem a queima desses componentes. Isto que é superdimensionamento! Claro que estamos falando apenas desse componente e o limite real dependerá de outros componentes da fonte de alimentação. O modelo de 1.000 W utiliza duas pontes de 25 A aqui.

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Figura 9: Pontes de retificação.

Dois transistores de potência MOSFET SPW24N60C3 são usados no circuito PFC ativo, cada um capaz de fornecer até 24,3 A a 25º C ou 15,4 A a 100º C em modo contínuo (veja o que a diferença de temperatura faz) ou até 72,9 A a 25º C em modo pulsante. Esses transistores apresentam uma resistência máxima de 160 mΩ quando ligados, uma característica chamada RDS(on). Quando menor este valor, melhor, o que significa que menos potência será desperdiçada e, portanto, maior será a eficiência da fonte. Esses transistores são os mesmos usados no modelo de 1.000 W, mas neste outro modelo o fabricante incluiu um terceiro transistor.

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Figura 10: Um dos transistores do PFC ativo.

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 OCZ Z Series 850 W usa dois capacitores 330 µF x 400 V conectados em paralelo; isto é equivalente a um capacitor 660 µF x 400 V. Esses capacitores são da japonesa Rubycon e rotulados a 105º C, a melhor configuração possível. O modelo de 1.000 W utiliza dois capacitores 390 µF x 400 V, que também são da Rubycon e rotulados a 105º C.

Na seção de chaveamento outros dois transistores de potência MOSFET SPW24N60C3 são usados na tradicional configuração direta com dois transistores. As especificações desses transistores foram publicadas acima. Esses são os mesmos transistores usados no modelo de 1.000 W.

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Figura 11: Transistores chaveadores.

Os transistores chaveadores são controlados pelo famoso chip PFC/PWM CM6800. Isto foi uma surpresa, já que não esperávamos que uma fonte com certificação 80 Plus Gold usasse este chip, já que muitos fabricantes estão migrando para outros projetos com o objetivo de aumentar a eficiência (por exemplo, projeto ressonante).

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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 de alimentação usa um projeto DC-DC no secundário. Isto 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 ao barramento de +12 V. Este projeto tem provado ser a melhor solução para obter alta eficiência. Além disso, as fontes da série OCZ Z Series utilizam um projeto síncrono para gerar suas saídas de +12 V. Neste tipo de projeto os retificadores são substituídos por transistores MOSFET de modo a aumentar a eficiência.

Oito transistores MOSFET AP95T07GP são usados para produzir o barramento de +12 V, quatro para a retificação direta e quatro para a porção “giro livre” da retificação (ou seja, descarregar a bobina). Cada transistor suporta até 80 A a 25º C ou 70 A a 100º C em modo continuo ou até 320 A a 25º C em modo pulsante, com um RDS(on) de apenas 5 mΩ. Esta é exatamente a mesma configuração usada no modelo de 1.000 W.

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%.

O barramento de +12 V também é usado pelos barramentos de +5 V e +3,3 V; se toda potência fosse extraída apenas do barramento de +12 V, nós teríamos uma corrente máxima teórica de 400 A ou 4.800 W a 100º C. Caraca!

Claro que esses valores são teóricos e estamos fazendo apenas fazendo um exercício aqui. A quantidade real de corrente/potência que cada saída pode fornecer é limitada por outros componentes.

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Figura 13: Transistores de +12 V.

Na Figura 14 você pode ver um dos módulos DC-DC (a fonte tem um para a saída de +5 V e um para a saída de +3,3 V). Cada módulo usa quatro transistores de potência MOSFET IPD060N03L – cada um capaz de aguentar até 50 A a 100º C com um RDS(on) de 6 mΩ – e um controlador PWM APW7073.

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Figura 14: Módulo de conversão DC-DC.

As saídas são monitoradas por um circuito integrado PS224, que suporta proteções contra sobretensão (OVP), subtensão (UVP) e sobrecarga de corrente (OCP). Qualquer outra proteção que esta fonte possa ter é implementada fora deste circuito.

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Figura 15: Circuito de monitoramento.

Todos os capacitores do secundário também são japoneses, da Chemi-Con.

Distribuição da Potência

Na Figura 16 você pode ver a etiqueta contendo todas as especificações de potência desta fonte.

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Figura 16: Etiqueta da fonte de alimentação.

Como você pode ver, de acordo com a etiqueta, esta fonte de alimentação tem apenas um barramento de +12 V, portanto não há muito que dizer aqui.

Vamos agora ver 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 este teste ambas as entradas foram conectadas no único barramento de +12 V da fonte (a entrada +12VB foi ligada no conector EPS12V e todos os outros cabos foram conectados na entrada +12VA do testador de carga).

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	174,5 W	350,2 W	511,4 W	683,5 W	842,1 W
% Carga Máx.	20,5%	41,2%	60,2%	80,4%	99,1%
Temp. Ambiente	45,0º C	44,6º C	45,6º C	48,3º C	46,9º C
Temp. Fonte	45,1º C	46,2º C	47,3º C	49,5º C	52,0º C
Regulação da Tensão	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Oscilação e Ruído	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Potência CA	198,9 W	390,7 W	573,2 W	776,0 W	971,0 W
Eficiência	87,7%	89,6%	89,2%	88,1%	86,7%
Tensão CA	115,3 V	114,3 V	112,9 V	110,7 V	108,4 V
Fator de Potência	0,934	0,974	0,985	0,990	0,992
Resultado Final	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada

A OCZ Z Series 850 W pode realmente fornecer sua potência rotulada em altas temperaturas.

A eficiência foi o destaque desta fonte, como você pode assumir. Nós vimos eficiência entre 87,7% e 89,6% quando extraímos até 80% da sua potência rotulada, ou seja, até 680 W. Em carga máxima (850 W) a eficiência caiu um pouco para 86,7%, ainda um bom desempenho, muito próximo do prometido pela certificação 80 Plus Gold (87% em carga máxima). Como sempre explicamos em nossos testes, a Ecos Consulting, empresa por trás da certificação 80 Plus, testa as fontes em uma temperatura de 23º C, enquanto nossos testes são realizados entre 45º C e 50º C, e a eficiência cai com a temperatura. Por isso nossos testes são mais rigorosos (e mais realistas) do que os conduzidos para obter a certificação 80 Plus (clique aqui para aprender mais).

A regulação da tensão foi muito boa, com todas as tensões dentro de 3% de seus valores nominais, ou seja, tensões mais próximas de seus valores “oficiais” do que o requerido (a especificação ATX12V permite uma tolerância de 5% para todas as tensões positivas e 10% para -12 V). A exceção foi para +3,3 V durante os testes quatro e cinco, mas ainda dentro da tolerância de 5% definida pela especificação ATX12V. O interessante que vimos a mesma coisa acontecer no modelo de 1.000 W, o que indica ser uma característica do projeto dessas fontes.

Os níveis de oscilação e ruído foram baixos durante o tempo todo, exceto na saída de -12 V, que praticamente atingiu o máximo permitido com 113,4 mV durante o teste cinco. Isto também aconteceu com o modelo de 1.000 W, o que indica ser um problema relacionado ao projeto dessas fontes. Abaixo você pode ver os resultados para outras saídas no mesmo teste. 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 17: Entrada +12VA do testador de carga durante o teste cinco com a fonte de alimentação fornecendo 842,1 W (56,8 mV).

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Figura 18: Entrada +12VB do testador de carga durante o teste cinco com a fonte de alimentação fornecendo 842,1 W (52,2 mV).

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Figura 19: Barramento de +5V durante o teste cinco com a fonte de alimentação fornecendo 842,1 W (14,2 mV).

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Figura 20: Barramento de +3,3 V durante o teste cinco com a fonte de alimentação fornecendo 842,1 W (23,4 mV).

Vejamos se conseguimos extrair ainda mais potência da OCZ Z Series 850 W.

Testes de Sobrecarga

O máximo que conseguimos extrair desta fonte mantendo-a funcionando dentro da especificação ATX12V está na tabela abaixo. Se aumentássemos 1 A a mais em qualquer uma das saídas o ruído nas saídas de +12 V ultrapassaria o limite de 120 mV. Durante este teste o ruído na saída de -12 V estava acima do máximo permitido em 151,2 mV.

Entrada	Teste de Sobrecarga
+12VA	32 A (384 W)
+12VB	32 A (384 W)
+5V	18 A (90 W)
+3,3 V	18 A (59,4 W)
+5VSB	3 A (15 W)
-12 V	0,5 A (6 W)
Total	929,2 W
% Carga Máx.	109,3%
Temp. Ambiente	38,4º C
Temp. Fonte	42,8º C
Potência CA	1,089 W
Eficiência	85,3%
Tensão CA	104,9 V
Fator de Potência	0,994

Principais Especificações

As principais especificações da fonte de alimentação OCZ Z Series 850 W são:

ATX12V 2.31
Potência nominal rotulada: 850 W contínuos, 940 W de pico.
Potência máxima medida: acima de 929,2 W a 38,4º C.
Eficiência rotulada: acima de 90%, certificação 80 Plus Gold
Eficiência medida: entre 86,7% e 89,6% em 115 V (nominal, ver resultados completos para a tensão realmente usada).
PFC ativo: Sim.
Conectores de alimentação da placa-mãe: Um conector de 24 pinos, dois conectores ATX12V que juntos formam um conector EPS12V e um conector EPS12V.
Conectores de alimentação da placa de vídeo: Quatro conectores de seis/oitos pinos em cabos individuais (sistema de cabeamento modular).
Conectores de alimentação SATA: 12 em quatro cabos (um cabo permanentemente instalado na fonte e três cabos no sistema de cabeamento modular).
Conectores de alimentação para periféricos: Três em um cabo (sistema de cabeamento modular).
Conectores de alimentação da unidade de disquete: Um.
Proteções: informação não disponível. O circuito de monitoramento suporta proteções contra sobretensão (OVP), subtensão (UVP) e sobrecarga de corrente (OCP).
Garantia: Cinco anos, nos EUA. No Brasil a garantia dependerá do distribuidor.
Verdadeiro Fabricante: Highpower
Mais informações: http://www.ocztechnology.com
Preço médio nos EUA*: US$ 200.

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

Conclusões

Se você está procurando por uma fonte de alimentação de 850 W excepcional, a OCZ Z Series 850 W é definitivamente a escolha certa, especialmente porque agora a OCZ reduziu seu preço para US$ 200, nos EUA. Ela compete diretamente com a Corsair HX850W, que custa US$ 10 a menos e tem um desempenho comparável. Veja como são as coisas, a Ecos Consulting, empresa responsável pela certificação 80 Plus, deu à HX850W a certificação Gold, mas a Corsair decidiu “rebaixá-la” para a certificação Silver porque a fonte não conseguiu apresentar eficiência de 87% em carga máxima em condições de temperaturas do mundo real.

A Corsair HX850W tem algumas vantagens em relação à OCZ Z Series 850 W: sua eficiência foi um pouco maior quando extraímos até 60% da sua potência rotulada (ou seja, até 510 W; o modelo da OCZ obteve eficiência um pouco acima deste valor) e vem com seis conectores de alimentação para placas de vídeo, suportando SLI de três vias, enquanto que este modelo da OCZ vem com “apenas” quatro conectores. Ambas possuem 12 conectores SATA, mas o modelo da OCZ tem apenas três conectores de alimentação para periféricos, enquanto que a HX850W vem com 12.

A OCZ Z Series 850 W é um excelente produto, mas se estivéssemos montando um micro topo de linha e precisássemos escolher entre ela e a HX850W, nós escolheríamos o modelo da Corsair por causa das vantagens listadas acima (maior eficiência em cargas menores, mais cabos e um pouco mais barata).