Teste da Fonte de Alimentação SilverStone Element ST75EF 750 W

Introdução

A SilverStone Element ST75EF 750 W é simplesmente uma Seventeam ST-750P-AF com uma configuração de cabos e nome diferentes. Como nós já testamos a ST-750P-AF, poderemos dizer se essas duas fontes são idênticas ou se existem pequenas diferenças entre elas.

É importante saber que os modelos da série SilverStone Element podem ser fabricados por duas empresas distintas: modelos com até 600 W são fabricados pela Enhance Electronics, enquanto que modelos começando em 650 W são fabricados pela Seventeam. Além da Enhance e da Seventeam, as fontes da série Decathlon são fabricadas pela Impervio e as fontes da série Strider são fabricadas pela FSP. Ufa!

clique para ampliar
Figura 1: Fonte de alimentação SilverStone Element ST75EF.

clique para ampliar
Figura 2: Fonte de alimentação SilverStone Element ST75EF.

A SilverStone Element ST75EF é uma fonte de alimentação de 750 W pequena, medindo 16,5 cm de profundidade. Ela possui uma ventoinha de 135 mm (que na verdade mede 130 mm) em sua parte inferior e circuito PFC ativo, é claro.

Todos os cabos são protegidos por um acabamento de nylon, que não parte de dentro da carcaça da fonte, como você pode ver na Figura 2. Aqui nós vimos uma pequena diferença entre a ST75EF e a Seventeam ST-750P-AF: na ST-750P-AF apenas o cabo principal da placa-mãe tem esta proteção de nylon.

Os cabos são longos, medindo 53 cm entre a carcaça e o primeiro conector no cabo, e 25 cm entre os conectores nos cabos SATA e para periféricos – que é muito, normalmente as fontes de alimentação têm apenas 15 cm entre os conectores – e 15 cm entre os conectores dos cabos da placa de vídeo. Aqui nós vimos outra pequena diferença entre a ST75EF e a Seventeam ST-750P-AF: na fonte testada os cabos são mais curtos (3 cm) da carcaça da fonte até o primeiro conector no cabo e também entre os conectores SATA, e os conectores de alimentação para periféricos são mais longos (25 cm vs. 15 cm).

Todos os cabos são 18 AWG, que é a bitola correta a ser usada.

Os cabos inclusos são:

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

Provavelmente a principal diferença entre a SilverStone ST75EF e a Seventeam ST-750P-AF está aqui. Na Seventeam ST-750P-AF o conector principal da placa-mãe não oferece opção para 20 pinos, ela vem com um cabo com um conector EPS12V e um conector ATX12V (em vez de dois conectores ATX12V que juntos formam um conector EPS12V) e apenas dois conectores de seis/oito pinos para placas de vídeo (em cabos separados).

A SilverStone ST75EF tem cinco conectores de alimentação para placas de vídeo permitindo a você instalar até duas placas de vídeo topo de linha configuradas no modo SLI ou CrossFire, já que cada placa desta classe usa dois conectores de alimentação. Desta forma não há suporte direto para o modo SLI de três vias. Dois cabos têm dois conectores, que não é a melhor configuração possível: é sempre melhor ver os cabos da placa de vídeo usando cabos individuais.

clique para ampliar
Figura 3: Cabos.

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

Por Dentro da Element ST75EF

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.

clique para ampliar
Figura 4: Visão geral.

clique para ampliar
Figura 5: Visão geral.

clique para ampliar
Figura 6: 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.

Este estágio é impecável, com dois capacitores Y e uma bobina de ferrite a mais do que o mínimo necessário.

clique para ampliar
Figura 7: Estágio de filtragem de transientes (parte 1).

clique para ampliar
Figura 8: Estágio de filtragem de transientes (parte 2).

Agora vamos discutir em mais detalhes os componentes usados na SilverStone Element ST75EF.

Análise do Primário

Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da SilverStone Element ST75EF. 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 GBJ2506 em seu estágio primário, que pode fornecer até 25 A a 100º C se um dissipador de calor for usado, que é o caso. Este componente está claramente superdimensionado: em 115 V esta fonte seria capaz de extrair até 2.875 W da rede elétrica; assumindo uma eficiência de 80%, a ponte permitiria que esta fonte fornecesse até 2.300 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.

clique para ampliar
Figura 9: Ponte de retificação.

No circuito PFC ativo desta fonte são usados dois transistores MOSFET SPW20N60S5, cada um capaz de fornecer até 20 A a 25°C ou 13 A a 100°C em modo contínuo (veja o que a diferença de temperatura faz) ou até 40 A a 25°C em modo pulsante. Esses transistores apresentam uma resistência de 190 mΩ quando ligados, uma característica chamada RDS(on). Este número indica a quantidade de potência que será desperdiçada, portanto quanto menor este valor melhor, já que menos potência será desperdiçada, aumentando assim a eficiência.

clique para ampliar
Figura 10: Diodo do PFC ativo e transistores.

Esta fonte usa um capacitor japonês da Matsushita (Panasonic) rotulado a 85º C para filtrar a saída do circuito PFC ativo.

Na seção de chaveamento dois transistores de potência MOSFET SPW16N50C3 são usados na tradicional configuração direta com dois transistores. Cada transistor suporta até 16 A a 25º C ou 10 A a 100º C (veja o que a diferença de temperatura faz) em modo contínuo ou 48 A em modo pulsante a 25º C. Esses transistores apresentam um RDS(on) máximo de 280 mΩ.

clique para ampliar
Figura 11: Transistores chaveadores.

O primário é controlado por um PFC/PWM FAN4800I.

clique para ampliar
Figura 12: Controlador PFC/PWM.

Até agora a SilverStone Element ST75EF e a Seventeam ST-750P-AF são internamente idênticas.

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

Análise do Secundário

Esta usa seis 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%.

A saída de +12 V é produzida por quatro desses retificadores. Dois SBR30A60CT (30 A, 15 A por diodo interno a 110º C, queda de tensão típica de 0,53 V) conectados em paralelo são responsáveis pela porção direta da retificação, enquanto que dois STPS60L45CW (60 A, 30 A por diodo interno a 135º C, queda de tensão típica de 0,50 V) conectados em paralelo responsáveis pela porção “giro livre” do processo de retificação (ou seja, descarregar a bobina). Para nossas contas precisamos considerar o caminho com menor limite de corrente, que neste caso é a retificação direta. Isso nos dá uma corrente máxima teórica de 86 A ou 1.029 W para a saída de +12 V.

A propósito, nós estamos agora falando sobre a queda de tensão apresentada pelos retificadores. Este parâmetro mostra a quantidade de tensão que é desperdiçada pelo o retificador. Quanto menor este número, melhor, já que menos tensão é desperdiçada, aumentando assim a eficiência.

A saída de +5 V usa um retificador Schottky KCQ60A04 (60 A, 30 A por diodo interno a 83º C, queda de tensão típica de 0,58 V), o que nos dá uma corrente máxima teórica de 43 A ou 214 W para esta saída.

A saída de +3,3 V é produzida por outro retificador Schottky KCQ60A04. Portanto a potência máxima que esta saída pode fornecer é de 141 W.

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.

clique para ampliar
Figura 13: Retificadores.

As saídas são monitoradas por um circuito de integrado PS223, que suporta as proteções contra subtensão (UVP), sobretensão (OVP), sobrecarga de corrente (OCP) e superaquecimento (OTP, não implementada nesta fonte). Qualquer outra proteção que esta fonte possa ter é implementada fora deste circuito integrado.

clique para ampliar
Figura 14: Circuito integrado de monitoramento.

Os capacitores eletrolíticos do secundário são da chinesa Samxon e rotulados a 105º C.

O secundário da SilverStone Element ST75EF também é idêntico ao da Seventeam ST-750P-AF, portanto essas duas fontes são idênticas internamente. A Seventeam ST-750P-AF usa retificadores diferentes no secundário, mas com as mesmas especificações, sendo que a principal diferença é o fabricante.

Distribuição da Potência

Na Figura 15 você pode ver a etiqueta contendo todas as especificações de potência desta fonte.

clique para ampliar
Figura 15: Etiqueta da fonte de alimentação.

Esta fonte tem dois barramentos virtuais distribuídos da seguinte forma:

+12V1 (fio amarelo com listra preta): Cabo principal da placa-mãe, cabos de alimentação da placa de vídeo.
+12V2 (fio amarelo sólido): Conectores ATX12V/EPS12V, conectores de alimentação SATA e para periféricos.

Esta distribuição é perfeita, já que as placas de vídeo e o processador estão em barramentos diferentes. Esta distribuição é diferente da encontrada na Seventeam ST-750P-AF

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 +12V1 foi conectada aos barramentos +12V1 e +12V2 da fonte e a entrada +12V2 foi conectada ao 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)	1,5 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	149,4 W	301,4 W	452,1 W	601,5 W	749,5 W
% Carga Máx.	19,9%	40,2%	60,3%	80,2%	99,9%
Temp. Ambiente	45,2º C	46,5º C	47,8º C	46,5º C	47,6º C
Temp. Fonte	47,4º C	49,6º C	50,8º C	52,5º C	55,0º C
Regulação da Tensão	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Oscilação e Ruído	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Potência CA	184,1 W	357,6 W	540,4 W	735,0 W	953,0 W
Eficiência	81,2%	84,3%	83,7%	81,8%	78,6%
Tensão CA	111,9 V	110,5 V	108,2 V	106,2 V	103,3 V
Fator de Potência	0,987	0,996	0,998	0,998	0,999
Resultado Final	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada

Esta fonte de alimentação queimou ao fornecer 750 W durante um tempo (teste número cinco). Nós solicitamos uma segunda amostra, que funcionou bem durante todos os testes (nós re-coletamos todos os dados). Portanto, o que aconteceu foi que recebemos uma amostra com defeito. Ao examinarmos a amostra defeituosa constatamos que os transistores chaveadores e os retificadores de +12 V foram os componentes que queimaram.

A eficiência foi relativamente alta, ficando entre 84,3% e 83,7% quando extraímos entre 40% e 60% da capacidade de potência rotulada da fonte (isto é, entre 300 W e 450 W). Em carga leve (carga de 20%, 150 W) e em 80% da carga (600 W) a eficiência caiu para entre 81% e 82%, nada mal. Em carga máxima (750 W), no entanto, a eficiência caiu para 78,6%.

Esta fonte possui certificação 80 Plus Bronze, o que significa que de acordo com a Ecos Consulting (empresa responsável pela certificação 80 Plus) ela apresenta eficiência de pelo menos 82% em carga máxima. A diferença entre o que nós obtivemos e o que eles obtiveram pode ser facilmente explicada: eles coletaram os dados em uma temperatura ambiente de apenas 23º C, uma temperatura que é impossível de se obtida dentro de um micro, e a eficiência cai com a temperatura (clique aqui para mais informações). Esta não é a primeira vez (e provavelmente não será a última) que vimos uma fonte de alimentação passar na certificação 80 Plus, mas falhar ao fornecer alta eficiência em altas temperaturas. É por isso que testamos as fontes em temperaturas entre 45º C e 50º C: elas são mais realistas.

Um dos destaques da SilverStone Element ST75EF foi a regulação da tensão: durante todos os testes as saídas ficaram dentro de 3% de seus valores nominais, ou seja, mais próximos de seus valores nominais do que o necessário. Isto inclui a saída de +12 V, que normalmente não gosta de ficar próxima de seu valor nominal. O interessante é que em nosso teste da Seventeam ST-750P-AF, a saída de -12 V não ficou dentro da faixa correta durante o teste número cinco, o que nos leva a crer que este era um problema com a amostra que recebemos ou que a Seventeam resolveu o problema.

Os níveis de oscilação e ruído ficaram abaixo do máximo permitido, mais baixos do que os valores da Seventeam ST-750P-AF. Portanto mais uma vez parece que ou foi um problema com a amostra que recebemos ou a Seventeam resolveu o problema. Abaixo você pode ver os resultados para o teste número cinco. Todos os valores são de pico-a-pico e o máximo permitido para a saída de +12 V é de 120 mV e para as saídas de +5 V e +3,3 V é de 50 mV.

clique para ampliar
Figura 16: Entrada +12V1 do testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 749,5 W (58,2 mV).

clique para ampliar
Figura 17: Entrada +12V2 do testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 749,5 W (88,6 mV).

clique para ampliar
Figura 18: Barramento de +5V com a fonte de alimentação fornecendo 749,5 W (19,6 mV).

clique para ampliar
Figura 19: Barramento de +3,3 V com a fonte de alimentação fornecendo 749,5 W (14,4 mV).

Vamos agora ver se conseguimos extrair mais de 750 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 fazer isso nós removemos os conectores de alimentação para periféricos do testador de carga, fazendo com que as entradas de +12V1 e +12V2 do nosso testador coincidissem com os barramentos de +12V2 e +12V1 da fonte, respectivamente. Então nós aumentamos a corrente em cada barramento até 33 A (o máximo que o nosso testador agüenta), mas a fonte ligou, significando que ou a proteção contra sobrecarga de corrente (OCP) estava desabilitada ou configurada com um valor acima de 33 A.

Feito isso, começando do teste número cinco nós aumentamos as correntes para o máximo que conseguimos mantendo a fonte trabalhando dentro das especificações ATX. Os resultados estão abaixo. Quanto tentamos aumentar mais 1 A de qualquer saída o nível de ripple foi para a estratosfera, significando que a fonte parou de funcionar corretamente.

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	32 A (384 W)
+12V2	32 A (384 W)
+5V	15 A (75 W)
+3,3 V	15 A (49,5 W)
+5VSB	3 A (15 W)
-12 V	0,5 A (6 W)
Total	906,9 W
% Carga Máx.	120,9%
Temp. Ambiente	46,2º C
Temp. Fonte	57,5º C
Potência CA	1,246 W
Eficiência	72,8%
Tensão CA	96,8 V
Fator de Potência	0,999

Principais Especificações

As principais especificações técnicas da SilverStone Element ST75EF incluem:

ATX12V 2.3
Potência nominal rotulada: 750 W.
Potência máxima medida: 906,9 W em 46,2º C.
Eficiência rotulada: entre 82% e 85% (certificação 80 Plus Bronze)
Eficiência medida: entre 78,6% e 84,3% 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 dois conectores ATX12V que juntos formam um conector EPS12V.
Conectores de alimentação da placa de vídeo: Quatro conectores de seis pinos (em dois cabos) e um conector de seis/oito pinos (em cabo separado).
Conectores de alimentação SATA: Três em três cabos.
Conectores de alimentação para periféricos: Três em dois cabos.
Conectores de alimentação da unidade de disquete: Dois em dois cabos.
Proteções: sobretensão (OVP, não testada), sobrecarga de corrente (OCP, testada e não funcionando), sobrecarga de potência (OPP, não testada) e “carga vazia” (NLO). Proteção contra curto-circuito (SCP) presente e funcionando.
Garantia: Três anos. No Brasil a garantia dependerá do distribuidor.
Modelo real: Seventeam ST-750P-AF
Mais informações: http://www.silverstonetek.com
Preço nos EUA*: US$ 130.

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

Conclusões

A SilverStone Element ST75EF é basicamente uma Seventeam ST-750P-AF com uma configuração de cabos e distribuição de barramentos diferentes. Internamente as duas fontes são idênticas.

Como nós demos selo de produto recomendado para a Seventeam ST-750P-AF, não vemos porque não dá também para a Element ST75EF: ela apresenta eficiência decente entre 83%-84% se você extrair entre 40% e 60% da sua capacidade rotulada (ou seja, entre 150 W e 450 W). Na verdade a Element ST75EF se saiu melhor do que a Seventeam ST-750P-AF na regulação de tensão e nos níveis de oscilação e ruído, além de vir com mais cabos para placas de vídeo, permitindo a você instalar duas placas de vídeo topo de linha nos modos SLI ou CrossFire sem o uso de adaptadores – o que não acontece com o modelo da Seventeam.

É interessante notar a reviravolta que está ocorrendo no momento no mercado norte-americano. Tanto a SilverStone Element ST75EF quanto a Seventeam ST-750P-AF costumavam ser vendidas por US$ 130, mas o preço da Seventeam ST-750P-AF caiu para apenas US$ 100 e a Newegg.com oferece um “rebate” de US$ 40 (você paga o valor completo na hora da compra e eles mandam um cheque para a sua casa com este valor após você preencher e enviar um formulário) na SilverStone Element ST75EF, fazendo com que esta fonte custe apenas US$ 90 – o que é uma pechincha para uma fonte de 750 W. Pena que por conta de toda a problemática do mercado nacional esses sensacionais cortes de preço nos EUA são raramente repassados para o mercado brasileiro.

Claro que existem produtos melhores no mercado, mas não com este preço excelente.