Teste da Fonte de Alimentação SilverStone Nightjar 400 W

Introdução

A SilverStone lançou uma fonte de 400 W com projeto topo de linha e sem ventoinha, o que significa que ela não produz qualquer ruído. Será que ela sobrevive aos nossos testes? Confira!

A fonte de alimentação testada é fabricada pela FSP. Lembre-se que outros modelos da SilverStone podem ser fabricados pela Seventeam, Enhance e Impervio.

Por não ter uma ventoinha seu painel superior é na verdade uma grande dissipador de calor, como você pode ver na Figura 1.

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Figura 1: Fonte de alimentação SilverStone Nightjar 400 W.

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Figura 2: Fonte de alimentação SilverStone Nightjar 400 W.

A Nightjar 400 W mede 16 cm de profundidade e tem circuito PFC ativo, é claro.

Todos os cabos possuem um acabamento em nylon, mas este acabamento não sai de dentro da fonte, como você pode ver na Figura 2. 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.
Um cabo com dois conectores de alimentação auxiliares de seis/oito pinos para placas de vídeo.
Dois cabos de alimentação SATA com três conectores cada.
Dois cabos de alimentação para periféricos com três plugues e um conector de alimentação para a unidade de disquete cada.

A quantidade de cabos é mais do que perfeita para um produto de 400 W: ela vem com dois conectores de alimentação para placas de vídeo, enquanto que a maioria das fontes de 400 W vem com apenas um.

Todos os cabos medem 54 cm entre a carcaça da fonte e o primeiro conector no cabo. No cabo de alimentação da placa de vídeo há 14,5 cm entre os conectores, nos cabos de alimentação SATA há 15 cm entre os conectores e no cabo de alimentação para periféricos há 24,5 cm entre o primeiro e o segundo conector, mas 15 cm entre o segundo e o terceiro. Todos os fios são 18 AWG, que é a bitola correta a ser usada.

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Figura 3: Cabos.

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

Por Dentro da Nightjar 400 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. Preste atenção no painel superior que na verdade é um grande dissipador de calor.

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Figura 4: Visão geral.

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Figura 5: Painel superior/dissipador de calor principal.

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Figura 6: Painel superior/dissipador de calor principal.

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Figura 7: Visão geral.

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Figura 8: 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.

Esta fonte tem todos os componentes requeridos, além de dois capacitores Y extras, um capacitor X extra e um capacitor X após a ponte de retificação.

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Figura 9: Estágio de filtragem de transientes (parte 1).

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Figura 10: Estágio de filtragem de transientes (parte 2).

Agora vamos discutir em mais detalhes os componentes usados na SilverStone Nightjar 400 W.

Análise do Primário

Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da SilverStone Nightjar 400 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 uma ponte de retificação TS15P06G em seu estágio primário, que pode fornecer até 15 A a 100º C. Em 115 V esta fonte seria capaz de extrair até 1.725 W da rede elétrica; assumindo uma eficiência de 80%, a ponte permitiria que esta fonte fornecesse até 1.380 W sem a queima deste componente. Isto que é superdimensionamento! Claro que estamos falando apenas deste componente e o limite real dependerá de outros componentes da fonte de alimentação.

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Figura 11: Ponte de retificação.

No circuito PFC ativo dois transistores MOSFET SPW20N60C3 são usados, cada um capaz de fornecer até 20,7 A a 25º C ou 13,1 A a 100º C (veja o que a diferença de temperatura faz) em modo contínuo ou até 62,1 A em modo pulsante a 25º C, apresentando uma resistência de 190 mΩ quando ligado, uma característica chamada RDS(on). Este número indica a quantidade de potência que é desperdiçada, portanto quanto menor este valor melhor, já que menos potência será desperdiçada, aumentando assim a eficiência.

O capacitor eletrolítico responsável por filtrar a saída do circuito PFC ativo é japonês da Chemi-Com e rotulado a 105º C. Isto é sensacional, especialmente em se tratando de uma fonte sem ventoinha onde esperaríamos que sua temperatura interna fosse bastante elevada.

A bobina do PFC ativo está instalada no dissipador de calor do primério, o que é muito interessante.

Na seção de chaveamento dois transistores de potência MOSFET STP20NM50FP são usados, cada um suportando até 20 A a 25º C ou até 12,6 A a 100º C em modo contínuo ou até 80 A a 25º C em modo pulsante, com um RDS(on) de 250 mΩ.

Os transistores chaveadores são conectados usando um projeto chamado conversor ressonante série-paralelo, sendo controlados por um circuito integrado L6598. A bobina necessária por este projeto também está instalada no dissipador de calor do primário. Até agora nós vimos apenas duas fontes usando este tipo de projeto, a Seasonic X-Series 650 W e a Thermaltake Toughpower 800 W.

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Figura 12: Transistor do PFC ativo e dois transistores chaveadores. Note a bobina ressonante.

O circuito PFC ativo é controlado por um circuito integrado separado, um L4981A.

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Figura 13: Controlador do PFC ativo (esquerda) e controlador ressonante (direita).

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 a partir da saída principal de +12 V por duas fontes de alimentação menores. A maioria das fontes de alimentação com alta eficiência hoje utiliza este projeto, que tem provado ser muito bom.

A saída principal de +12 V é produzida por quatro retificadores Schottky STPS6045CW, cada um capaz de suportar até 60 A (30 A por diodo interno a 150º C, queda de tensão máxima de 0,63 V). Isto significa que a saída principal de +12 V pode, em teoria, aguentar até 171 A. Claro que ela é usada por todas as saídas, mas se toda esta corrente teórica fosse fornecida apenas para a saída de +12 V, isto nos daria 2.057 W. Será que esta fonte está superdimensionada?

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Figura 14: Retificadores +12 V.

As saídas de +5 V e +3,3 V são geradas por quatro transistores de potência MOSFET NTB125N2R (dois para cada saída), cada um capaz de aguentar até 125 A a 25º C com um RDS(on) de apenas 3,7 mΩ, que é muito baixo (excelente). Mais uma vez, essas saídas estão incrivelmente superdimensionadas. Cada par de transistores é controlado por um controlador L6730.

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Figura 15: Retificador de +5VSB e transistores de das fontes de +5 V e +3,3 V.

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Figura 16: Controladores DC-DC.

O secundário é monitorado 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 17: Circuito integrado de monitoramento.

Os capacitores eletrolíticos do secundário são da Teapo.

Distribuição da Potência

Na Figura 18 você pode ver a etiqueta contendo todas as especificações de potência desta fonte.

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Figura 18: Etiqueta da fonte de alimentação.

Como esta fonte usa um projeto com um único barramento não há muito que dizer aqui.

Vamos agora ver se esta fonte pode realmente fornecer 400 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 elas foram conectadas no único barramento de +12 da fonte de alimentação.

Entrada	Teste 1	Teste 2	Teste 3	Teste 4	Teste 5
+12V1	2,5 A (30 W)	5,5 A (66 W)	8 A (96 W)	10,5 A (126 W)	14 A (168 W)
+12V2	2,5 A (30 W)	5,5 A (66 W)	8 A (96 W)	10,5 A (126 W)	13 A (156 W)
+5V	1 A (5 W)	2 A (10 W)	4 A (20 W)	6 A (30 W)	8 A (40 W)
+3,3 V	1 A (3,3 W)	2 A (6,6 W)	4 A (13,2 W)	6 A (19,8 W)	8 A (26,4 W)
+5VSB	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1,5 A (7,5 W)	2 A (10 W)	2 A (10 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	78,6 W	158,5 W	236,7 W	314,6 W	401,2 W
% Carga Máx.	19,7%	39,6%	59,2%	78,7%	100,3%
Temp. Ambiente	44,5º C	44,4º C	44,0º C	44,2º C	45,3º C
Temp. Fonte	51,7º C	52,0º C	52,2º C	52,8º C	53,6º C
Estabilidade da Tensão	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Oscilação e Ruído	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Potência CA	92,7 W	181,8 W	272,3 W	364,5 W	470,8 W
Eficiência	84,8%	87,2%	86,9%	86,3%	85,2%
Tensão CA	114,4 V	113,0 V	112,6 V	111,9 V	110,6
Fator de Potência	0,963	0,986	0,991	0,993	0,995
Resultado Final	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada

A SilverStone Nightjar 400 W está longe de ser um produto simples. Ela obteve uma eficiência sensacional para um produto de 400 W, entre 85% e 87%, como você pode ver na tabela acima.

A regulação da tensão foi outro destaque da Nightjar 400 W, com todas as saídas positivas mais próximas de seus valores nominais do que exigido (3% vs. 5%), exceto a saída de -12 V, que normalmente não gosta de ficar próxima de seu valor nominal (esta saída ficou dentro do seu limite máximo).

Os níveis de oscilação e ruído foram baixos. Abaixo você pode ver os resultados para o teste número cinco. O máximo permitido é de 120 mV para as saídas de +12 V e até 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 19: Entrada +12V1 com a fonte de alimentação fornecendo 401,2 W (56,4 mV).

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Figura 20: Entrada +12V2 com a fonte de alimentação fornecendo 401,2 W (56,6 mV).

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Figura 21: Barramento de +5 V com a fonte de alimentação fornecendo 401,2 W (29,2 mV).

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Figura 22: Barramento de +3,3 V com a fonte de alimentação fornecendo 401,2 W (19,8 mV).

Vamos agora ver se conseguimos extrair mais de 400 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 configuramos as saídas de +5 V e +3,3 V com 1 A e aumentamos a corrente no barramento de +12 V da fonte até que ela desligasse. Isto aconteceu quando tentamos extrair mais de 34 A deste barramento.

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. Após funcionar por cerca de dois minutos com a configuração listada abaixo, a proteção contra sobrecarga de potência entrou em ação, desligando a fonte. Excelente.

Entrada	Máximo
+12V1	17 A (204 W)
+12V2	17 A (204 W)
+5V	25 A (125 W)
+3,3 V	25 A (82,5 W)
+5VSB	2 A (10 W)
-12 V	0,5 A (6 W)
Total	617,0 W
% Carga Máx.	154,3%
Temp. Ambiente	47,1º C
Temp. Fonte	55,8º C
Potência CA	792,0 W
Eficiência	77,9%
Tensão CA	106,9 V
Fator de Potência	0,997

Principais Especificações

As principais especificações técnicas da SilverStone Nightjar 400 W incluem:

Potência nominal rotulada: 400 W.
Potência máxima medida: 617 W a 47,1º C.
Eficiência rotulada: entre 82% e 86%, certificação 80 Plus Bronze.
Eficiência medida: entre 84,8% e 87,2% 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: dois conectores de seis/oito pinos em um cabo.
Conectores de alimentação SATA: seis em dois cabos.
Conectores de alimentação para periféricos: seis 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 funcionando), sobrecarga de potência (OPP, não testada) e curto-circuito (SCP, testada e funcionando).
Garantia: Três anos, nos EUA. No Brasil a garantia dependerá do distribuidor.
Verdadeiro fabricante: FSP.
Mais informações: http://www.silverstonetek.com
Preço médio nos EUA*: US$ 170.

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

Conclusões

A SilverStone Nightjar 400 W é uma excelente fonte de alimentação baseada em um primário ressonante e conversores DC-DC no secundário. Isto permitiu a fonte fornecer até 617 W durante nossos teste (devido aos componentes altamente superdimensionados), apresentar alta eficiência entre 85% e 87% (ao extrair até 400 W), tensões próximas de seus valores nominais (até 3% de seus valores nominais) e baixo níveis de oscilação e ruído.

A ausência de uma ventoinha faz desta fonte um produto silencioso, combinando com aplicações onde o silêncio é essencial, como computadores do para serem conectados ao sistema de “home theater” (HTPCs).

A única desvantagem – e grande, diga-se de passagem – é o preço. US$ 170 nos EUA (chegaria aqui custando mais de R$ 600) por uma fonte de 400 W? Não, obrigado.