Teste da Fonte de Alimentação Seasonic S12D 750 W

Introdução

A Seasonic M12D 750 W (SS-750EM) foi uma das melhores fontes de alimentação que já testamos, equipada apenas com componentes topo de linha e que apresenta uma eficiência muito alta graças ao conversor DC-DC usado em seu secundário. A Seasonic lançou agora uma versão mais barata desta fonte de alimentação, chamada S12D (SS-750HT), cuja principal diferença é a ausência de um sistema de cabeamento modular. Vamos ver se esta é mesmo a única diferença entre elas.

Como você já deve saber, a Seasonic é um tradicional fabricante OEM, sendo o verdadeiro fabricante de várias fontes das marcas Antec, Corsair e Arctic Cooling (nem todas as fontes de alimentação dessas marcas são fabricadas pela Seasonic). Uma coisa que não dar para entender na Seasonic é o fato de eles terem três sites, http://www.seasonic.com, http://www.seasonic.com.tw e http://www.seasonicusa.com, mas produtos de varejo tais como a fonte de alimentação testada só podem ser encontrados no último. Em nossa opinião isto não faz sentido e apenas dificulta a vida dos usuários que querem obter mais informações sobre seus produtos.

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Figura 1: Fonte de alimentação Seasonic S12D 750 W.

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Figura 2: Fonte de alimentação Seasonic S12D 750 W.

A S12D 750 W não é uma fonte de alimentação longa, medindo 16 cm de profundidade. Ela tem uma ventoinha de 120 mm em sua parte inferior e circuito PFC ativo, é claro. Como mencionamos, a S12D não tem sistema de cabeamento modular, e todos os cabos têm uma proteção de nylon que sai de dentro da fonte.

Esta fonte vem com os seguintes cabos:

Cabo principal da placa-mãe com um conector de 20/24 pinos.
Um cabo com dois conectores ATX12V que juntos formam um conector EPS12V.
Um cabo com um conector EPS12V.
Dois cabos com um conector de alimentação auxiliar de seis pinos para placas de vídeo cada.
Dois cabos com um conector de alimentação auxiliar de seis/oito pinos para placas de vídeo cada.
Três cabos com três conectores de alimentação SATA cada.
Um cabo com três conectores de alimentação para periféricos e um conector de alimentação para a unidade de disquete.
Um cabo com três conectores de alimentação para periféricos.
Um adaptador para converter um conector de alimentação para periférico em dois conectores de alimentação para unidades de disquete.

Cada cabo tem um comprimento diferente. O cabo principal da placa-mãe mede 52 cm de comprimento, os cabos ATX12V/EPS12V medem 56 cm, os cabos da placa de vídeo medem 57 cm e os cabos SATA e para periféricos medem 41 cm entre a carcaça da fonte e o primeiro conector no cabo e 15 cm entre os conectores, exceto no cabo para periféricos com o conector para a unidade de disquete, onde a distância entre os conectores é de 12 cm.

Todos os cabos utilizam fios 18 AWG. Aqui há uma pequena diferença entre a S12D e a M12D: a M12D usa fios mais grossos 16 AWG no cabo principal da placa-mãe e nos cabos de alimentação auxiliar para placas de vídeo.

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Figura 3: Cabos.

A quantidade de cabos é excelente para o usuário entusiasta, mas se você quiser instalar mais do que duas placas de vídeo topo de linha você precisará usar adaptadores, já que cada placa de vídeo topo de linha requer dois conectores de alimentação auxiliar cada e esta fonte vem com “apenas” quatro deles.

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

Por Dentro da S12D 750 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. A primeira coisa que nos chamou atenção foi o fato de que todos os capacitores são japoneses da Chemi-Con e o estágio de filtragem do secundário usa alguns capacitores sólidos.

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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 duas bobinas de ferrite extras, um capacitor X extra e dois capacitores Y extras.

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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 Seasonic S12D 750 W.

Análise do Primário

Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da Seasonic S12D 750 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 duas pontes de retificação GBU806 em seu estágio primário, cada uma alimentando um circuito PFC ativo separado. 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 V; assumindo uma eficiência de 80%, as ponte permitiriam que esta fonte fornecesse até 1.472 W sem a queima destes componentes. Claro que estamos falando apenas destes componentes e o limite real dependerá de outros componentes da fonte de alimentação.

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Figura 9: Pontes de retificação.

Como mecionamos, existem dois circuitos PFC ativo, cada um usando dois transistores de potência MOSFET FQP13N50C e, portanto, nós temos um total de quatro transistores MOSFET no estágio PFC ativo. Cada transistor é capaz de fornecer até 13 A a 25º C ou 8 A a 100º C em modo contínuo (veja o que a diferença de temperatura faz) ou 52 A em modo pulsante a 25º C. Esses transistores apresentam um resistência de 480 mΩ quando ligados, uma característica chamada RDS(on). Quanto menor este valor, melhor, já que os transistores gastarão menos energia e a fonte de alimentação apresentará uma maior eficiência. O interessante é que a Seasonic M12D usa transistores mais potentes aqui (18 A a 25º C ou 10,8 A a 100º C).

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Figura 10: 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 S12D 750 W usa um capacitor 330 µF x 400 V e um capacitor 390 µF x 400 V conectados em paralelo; isto é equivalente a um capacitor 720 µF x 400 V.

Esses capacitores são da japonesa Chemi-Con e são rotulados a 105º C. Isto é bom por dois motivos: primeiro que capacitores japoneses não vazam e segundo porque normalmente os fabricantes utilizam capacitores rotulados a 85º C aqui. É bom ver um fabricante usar um capacitor com um limite de temperatura maior.

Na seção de chaveamento dois transistores de potência MOSFET SPP24N60C3 são usados na tradicional configuração direta com dois transistores. Cada transistor suporta até 24,3 A a 25º C ou 15,4 A a 100º C (veja o que a diferença de temperatura faz) ou 72,9 A em modo pulsante a 25º C, apresentando um RDS(on) de 160 mΩ. Esses são exatamente os mesmos transistores usados na M12D.

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Figura 11: Transistores chaveadores e diodos do PFC ativo.

Esta fonte usa um controlador PFC ativo/PWM CM6802.

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Figura 12: Controlador PFC ativo/PWM.

Vamos agora dar uma olhada no secundário desta fonte.

Análise do Secundário

Esta fonte usa oito retificadores Schottky SBR40S45CT em seu secundário e cada um deles suporta até 40 A (20 A por diodo interno a 110º C, queda de tensão de 0,55 V). Todos os retificadores são responsáveis pela produção da saída de +12 V, com as saídas de +5 V e +3,3 V sendo geradas a partir da saída de +12 V usando um conversor DC-DC (isto é, uma pequena fonte de alimentação chaveada) localizado em uma pequena placa de circuito impresso. Este projeto atualmente é a tendência entre as fontes de alimentação com alta eficiência. Esta é exatamente a mesma configuração da M12D.

Três dos retificadores são responsáveis pela retificação direta, enquanto que os demais são responsáveis pela porção “giro livre” do processo de retificação (ou seja, descarregar a bobina).

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%.

Para nossas contas temos de considerar a parte com o menor limite de corrente, que é a da retificação direta. Isto nos daria uma corrente máxima teórica de 171 A (40 A x 3 / 0,70). Este limite de corrente máximo teórico é para todo o secundário, já que as saídas de +5 V e +3,3 V também são produzidas a partir da saída de +12 V. O limite prático dependerá de outros fatores, principalmente das bobinas usadas e do projeto do pequeno conversor DC-DC usado para gerar as saídas de +5 V e +3,3 V. Se o limite fosse de 171 A apenas para extrair das saídas de +12 V, isto nos daria 2.052 W.

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Figura 13: Retificadores.

O conversor DC-DC usa capacitores sólidos de alumínio e dois controladores APW7073, um para cada saída, com sete transistores MOSFET APW7073, que apresentam um RDS(on) máximo de apenas 7,2 mΩ.

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Figura 14: Conversor DC-DC responsável por gerar as saídas de +5 V e +3,3 V a partir da saída de +12 V.

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Figura 15: Conversor DC-DC responsável por gerar as saídas de +5 V e +3,3 V a partir da saída de +12 V.

As saídas são monitoradas por um circuito integrado PS223, responsável pelas proteções da fonte, como sobrecarga de corrente (OCP), sobretensão (OVP), subtensão (UVP) e superaquecimento (OTP, não implementada nesta fonte).

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Figura 16: Circuito de monitoramento.

Os capacitores eletrolíticos do secundário também são japoneses da Chemi-Con e 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 de alimentação tem dois barramentos virtuais (o que é incomum em fontes com esta faixa de potência) distribuídos da seguinte forma:

+12V1 (fio amarelo sólido): Cabo principal da placa-mãe, cabos de alimentação SATA, cabos de alimentação para periféricos, um dos conectores de alimentação de seis pinos para placas de vídeo e um dos conectores de alimentação de seis/oito pinos para placas de vídeo.
+12V2 (fio amarelo com lista preta): ATX12V, EPS12V, um dos conectores de alimentação de seis pinos para placas de vídeo e um dos conectores de alimentação de seis/oito pinos para placas de vídeo.

Não há muito que fazer com apenas dois barramentos virtuais e muitos cabos. Uma sugestão para a Seasonic seria rotular fora da fonte os barramentos onde cada cabo está conectado. Isto certamente ajudaria aos usuários avançados.

Vamos agora ver se esta fonte pode realmente fornecer 750 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 entradas independentes de +12 V do nosso testador de carga e durante nossos testes a entrada de +12V1 foi conectada no barramento +12V1 da fonte e a entrada de +12V2 foi conectada no barramento +12V2 da fonte.

Entrada	Teste 1	Teste 2	Teste 3	Teste 4	Teste 5
+12V1	5 A (60 W)	11 A (132 W)	16 A (192 W)	22 A (264 W)	27 A (324 W)
+12V2	5 A (60 W)	10 A (120 W)	16 A (192 W)	21 A (252 W)	27 A (324 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 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	150,0 W	302,8 W	454,6 W	605,3 W	755,8 W
% Carga Máx.	20,0%	40,4%	60,6%	80,7%	100,8%
Temp. Ambiente	46,7º C	45,2º C	46,7º C	46,6º C	46,9º C
Temp. Fonte	48,1º C	49,3º C	52,8º C	55,8º C	57,4º C
Estabilidade da Tensão	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Oscilação e Ruído	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Potência CA	174,7 W	346,1 W	524,6 W	706,0 W	900,0 W
Eficiência	85,9%	87,5%	86,7%	85,7%	84,0%
Tensão CA	110,5 V	108,1 V	107,7 V	104,5 V	102,5 V
Fator de Potência	0,969	0,975	0,979	0,985	0,987
Resultado Final	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada

A Seasonic S12D 750 W, assim como a M12D, obteve uma eficiência muito alta, ficando acima de 84% durante todo o teste, incluindo quando extraímos sua potência máxima rotulada. Se você extrair entre 40% e 60% da sua capacidade rotulada (ou seja, entre 300 W e 450 W) esta fonte fornecerá eficiência em torno de 87%.

Uma informação importante: nosso teste da Seasonic M12D 750 W ainda não foi atualizado; os resultados deste teste foram coletados com nosso antigo wattímetro, que não é tão preciso e é por isso que você verá valores de eficiência maiores.

A estabilidade da tensão foi outro destaque da Seasonic S12D 750 W, com todas as tensões dentro de 3% de seus valores nominais, ou seja, tensões mais próximas dos valores nominais do que o necessário, já que a especificação ATX permite que as tensões estejam em até 5% de seus valores nominais (10% para -12 V). Isto inclui a saída de -12 V, que normalmente não gosta de ficar dentro desta tolerância apertada.

E finalmente nós temos os níveis de oscilação e ruído, que foram baixos durante o tempo todo (o nível de ruído em +12V ficou abaixo de 30% do máximo permitido). Abaixo você pode ver os resultados para o teste número cinco. 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 18: Entrada +12V1 do testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 755,8 W (31,6 mV).

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Figura 19: Entrada +12V2 do testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 755,8 W (30,2 mV).

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Figura 20: Barramento de +5V com a fonte de alimentação fornecendo 755,8 W (14,0 mV).

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Figura 21: Barramento de +3,3 V com a fonte de alimentação fornecendo 755,8 W (15,8 mV).

Vamos agora ver se conseguimos extrair mais de 750 W desta fonte.

Testes de Sobrecarga

Abaixo você pode ver o máximo que conseguimos extrair desta fonte de alimentação com ela funcionando dentro das especificações. 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. Mesmo nesta condição de sobrecarga a eficiência ficou acima de 80%.

Entrada	Máximo
+12V1	30 A (360 W)
+12V2	30 A (360 W)
+5V	20 A (100 W)
+3,3 V	20 A (66 W)
+5VSB	3 A (15 W)
-12 V	0,5 A (6 W)
Total	905,8 W
% Carga Máx.	120,8%
Temp. Ambiente	47,1º C
Temp. Fonte	58,2º C
Potência CA	1.126 W
Eficiência	80,4%
Tensão CA	98,2 V
Fator de Potência	0,992

Principais Especificações

As principais especificações técnicas da fonte de alimentação Seasonic S12D 750 W são:

ATX12V 2.3.
EPS12V 2.92.
Potência nominal rotulada: 750 W.
Potência máxima medida: 905,8 W a 47,1º C.
Eficiência rotulada: até 90%, certificação 80 Plus Silver (mínimo de 85% em cargas de 20% e 100%; mínimo de 88% em 50% da carga).
Eficiência medida: entre 84% e 87,5% em 115 V.
PFC ativo: Sim.
Sistema de cabeamento modular: Não.
Conectores de alimentação da placa-mãe: Um conector de 24 pinos, um conector EPS12V e dois conectores ATX12V que juntos formam outro conector EPS12V.
Conectores de alimentação da placa de vídeo: Dois conectores de seis pinos e dois conectores seis/oito pinos.
Conectores de alimentação SATA: Nove em três cabos.
Conectores de alimentação para periféricos: Seis em dois cabos.
Conectores de alimentação da unidade de disquete: Um. Dois se o adaptador incluso for usado.
Proteções: sobretensão (OVP, não testada), sobrecarga de potência (OPP, não testada) e curto-circuito (SCP, testada e funcionando).
Garantia: Cinco anos, nos EUA. No Brasil a garantia dependerá do distribuidor.
Mais informações: http://www.seasonicusa.com
Preço médio nos EUA*: US$ 160.

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

Conclusões

A Seasonic S12D 750 W obteve o mesmo desempenho da M12D, com a ótima vantagem de custar 20% a menos! A diferença básica entre as duas é a presença de um sistema de cabeamento modular parcial na M12D. Embora a S12D use transistores menos potentes no circuito PFC ativo, isto não refletiu muito na capacidade desta fonte em fornecer sua potência rotulada.

O principal destaque da S12D foi sua alta eficiência e o uso de um conversor DC-DC no secundário (isto é, as saídas de +5 V e +3,3 V são produzidas a partir da saída de +12 V) tem provado ser uma ótima solução para a fabricação de fontes altamente eficientes. Entre 300 W e 450 W você deverá ver eficiência em torno de 87% com esta fonte. Lembre-se que a organização 80 Plus certificou esta fonte como 80 Plus Silver (eficiência de 88% em carga típica), mas eles testam as fontes em uma temperatura de apenas 23º C, enquanto nós testamos as fontes com pelo menos o dobro desta temperatura (a eficiência cai com a temperatura).

A estabilidade da tensão foi outro destaque da S12D, com todas as tensões (incluindo -12 V) dentro de 3% de seus valores nominais, ou seja, tensões mais próximas dos valores nominais do que o necessário, já que a especificação ATX permite que as tensões estejam em até 5% de seus valores nominais (10% para -12 V).

Os níveis de oscilação e ruído também foram muito baixos. Quando extraímos 750 W desta fonte os níveis de oscilação e ruído nas saídas de +12 V ficaram 30% abaixo do máximo permitido.

Nós também conseguimos extrair até 905 W a 47º C desta fonte.

A quantidade de cabos é mais do que o suficiente, mas se você planeja montar um micro com três placas de vídeo configuradas no modo SLI de três vias você precisará usar adaptadores, já que esta fonte vem com “apenas” quatro conectores de alimentação auxiliares para placas de vídeo (e cada placa de vídeo topo de linha usa dois deles).

A Seasonic M12D e S12D são excelentes fontes de alimentação, com a S12D sendo vendida por um ótimo preço para o que oferece – pelo menos nos EUA...