Por Gabriel Torres e Cássio Lima em 23 de fevereiro de 2010
Introdução
A Thermaltake está adicionando quatro novos modelos à sua série Toughpower XT: 575 W, 675 W, 775 W e 875 W. A primeira pergunta que nos veio à mente foi “será que esses modelos utilizam o mesmo projeto interno dos demais modelos da série XT”? Esta pergunta é importante, pois nós já testamos a versão de 750 W da série Toughpower XT, que apresentou um nível de ruído muito alto na saída de +12 V ao fornecer sua potência rotulada. Vejamos se as coisas melhoraram com o modelo de 775 W.
A resposta, felizmente, é “sim”. Enquanto que os outros membros da série Toughpower XT utilizam o projeto tradicional para fontes de alimentação de PCs, as novas fontes são baseadas em um projeto DC-DC (onde basicamente a fonte de alimentação é um modelo de +12 V com as saídas de +5 V e +3,3 V sendo produzidas a partir do barramento de +12 V), que normalmente apresenta maior eficiência e menores níveis de ruído. Portanto, apesar do mesmo nome, o projeto interno é completamente diferente dos demais membros da série Toughpower XT.
Assim como a série Toughpower original, a série Toughpower XT é fabricada pela CWT. Como algumas fontes da Corsair, especialmente a HX750W e a HX850W, também são fabricadas pela CWT e utilizam um projeto DC-DC, a primeira coisa que fizemos foi comparar essas fontes de alimentação para ver se elas utilizam o mesmo projeto. A resposta é negativa: este produto da Thermaltake é diferente desses produtos da Corsair.
Assim como outros membros da série Toughpower XT, essas novas fontes têm um conjunto de três LEDs que informam o status de funcionamento da fonte, mas a versão de 750 W tem um botão onde você pode configurar a ventoinha da fonte de alimentação para continuar funcionando por 15 ou 30 segundos após o micro ser desligado (que em teoria pode aumentar a vida útil da fonte). Nos novos modelos a ventoinha continua girando por 30 segundos depois que você desliga a fonte, mas a chave seletora de 15/30 segundos foi removida. Todas as fontes Toughpower XT utilizam um projeto com um único barramento de +12 V, enquanto que a série Toughpower original utiliza um projeto com quatro barramentos.
Oficialmente a Toughpower XT 775 W possui certificação 80 Plus Silver, mas a Thermaltake rebaixou-a para a categoria Bronze. Esta não é a primeira vez que vimos um fabricante fazer isto quando sente que em altas temperaturas a eficiência pode cair abaixo do mínimo anunciado pela 80 Plus – especialmente porque os testes da certificação 80 Plus são feitos em uma temperatura de 23º C e a Thermaltake garante que a Toughpower XT 775 W pode fornecer sua potência rotulada a 50º C funcionando continuamente (24 horas por dia, 7 dias da semana).
A versão anterior da Toughpower XT está disponível em duas opções: padrão (“standard”, sem sistema de cabeamento modular) ou com um sistema de cabeamento modular (“cable management”). Todos os novos modelos têm sistema de cabeamento modular.
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Figura 1: Fonte de alimentação Thermaltake Toughpower XT 775W.
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Figura 2: Fonte de alimentação Thermaltake Toughpower XT 775W.
A Toughpower XT 775 W é relativamente pequena para um produto com esta faixa de potência, medindo 16 cm de profundidade. Ela possui uma ventoinha de 140 mm em sua parte inferior, circuito PFC ativo, projeto com um único barramento de +12 V e sistema de cabeamento modular.
Dois cabos estão permanentemente instalados na fonte de alimentação (o cabo principal da placa-mãe e o cabo ATX12V/EPS12V) e eles possuem uma proteção de nylon, mas esta proteção não parte de dentro da fonte, como você pode ver na Figura 2. O sistema de cabeamento modular tem oito conectores, quatro pretos para os cabos de alimentação SATA/periféricos e quatro vermelhos escuros para os cabos de alimentação para placas de vídeo.
Os cabos inclusos na Toughpower XT 775 W são:
- Cabo principal da placa-mãe com um conector de 24 pinos (sem opção para 20 pinos), permanentemente instalado na fonte de alimentação (49 cm de comprimento).
- Um cabo com um conector EPS12V e dois conectores ATX12V que juntos formam outro conector EPS12V, permanentemente instalado na fonte de alimentação (49 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores).
- Dois cabos de alimentação para placas de vídeo com um conector de seis pinos cada (50 cm de comprimento).
- Dois cabos de alimentação para placas de vídeo com um conector de seis/oito pinos cada (50 cm de comprimento).
- Dois cabos com quatro conectores de alimentação SATA cada (50 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores).
- Dois cabos com três conectores de alimentação para periféricos cada (50 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores).
Esta é uma quantidade satisfatória de conectores para uma fonte de alimentação com esta faixa de potência. Na verdade o único problema da versão de 750 W foi corrigido nesta versão: na versão de 750 W dois dos cabos de alimentação para placas de vídeo utilizam um conector de oito pinos sem a opção para convertê-los em modelos de seis pinos, impedindo a você de instalar duas placas de vídeo topo de linha que necessitem de dois conectores de seis pinos cada, como a GeForce GTX 260 e placas similares.
Todos os cabos utilizam fios 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 Toughpower XT 775 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, esta fonte é completamente diferente da Toughpower XT 750 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.
Esta fonte tem todos os componentes requeridos, além de um capacitor X extra, quatro capacitores Y extras, uma bobina extra e um capacitor X após as pontes de retificação. O varistor (MOV) está atrás do fusível e não pode ser visto na Figura 8.
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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).
Análise do Primário
Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da Thermaltake Toughpower XT 775 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 GBU806 conectadas em paralelo em seu estágio primário. Cada uma suporta até 8 A a 100º C se um dissipador de calor for usado, que é o caso (sem um dissipador o limite cai para 3,5 A, também a 100º C). Portanto, em teoria, esta fonte seria capaz de extrair até 1.840 W da rede elétrica; assumindo uma eficiência de 80%, as pontes permitiriam que esta fonte fornecesse até 1.472 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.
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Figura 9: Uma das fontes de retificação.
Dois transistores de potência MOSFET SPW20N60C3 são usados no circuito PFC ativo, cada um capaz de fornecer até 20,7 A a 25°C ou 13,1 A a 100°C em modo contínuo (veja o que a diferença de temperatura faz) ou até 62,1 A em modo pulsante a 25°C. Esses transistores possuem uma resistência máxima de 190 mΩ quando estão ligados, característica chamada RDS(on). Quanto menor esta resistência melhor, pois menos os transistores consumirão, significando maior eficiência.
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Figura 10: Transistores do PFC ativo.
O capacitor eletrolítico responsável por filtrar a saída do circuito PFC ativo é japonês da Chemi-Con e rotulado a 85º C.
Na seção de chaveamento dois transistores de potência MOSFET IRFP460A são usados na tradicional configuração de chaveamento direto com dois transistores, cada um capaz de fornecer até 20 A a 25º C ou até 13 A a 100º C em modo contínuo ou até 80 A a 25º C em modo pulsante, apresentando um RDS(on) de 270 mΩ.
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Figura 11: Transistores chaveadores.
Esta fonte de alimentação utiliza o onipresente controlador PFC/PWM CM6800.
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Figura 12: Controlador PFC ativo/PWM.
Análise do Secundário
O secundário dos novos modelos Toughpower XT é diferente em dois aspectos. Primeiro, como mencionamos, ele utiliza um projeto DC-DC, o que significa que a fonte de alimentação é basicamente uma unidade de +12 V com as saídas de +5 V e +3,3 V sendo produzidas por duas pequenas fontes de alimentação chaveadas instaladas na saída de +12 V. E o barramento principal de +12 V utilizam um projeto síncrono, nome dado quando os retificadores são substituídos por transistores MOSFET para aumentar a eficiência.
Cinco transistores MOSFET IPP057N08N3 são usados no barramento de +12 V principal, três responsáveis pela retificação direta e dois responsáveis pela porção “giro livre” da retificação. Cada transistor pode fornecer até 80 A a 100º C em modo contínuo ou até 320 A a 25º C em modo pulsante, com um RDS(on) de 5,4 mΩ, que é extremamente baixo (o que é ótimo, já que quanto menor este número maior é a eficiência).
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Figura 13: Transistores de +12 V.
As saídas de +5 V e +3,3 V são produzidas por duas pequenas placas de circuito impresso instaladas no barramento de +12 V principal. Cada placa tem uma pequena fonte chaveada baseada em um controlador PWM APW7073 e quatro transistores MOSFET ME90N03, cada um capaz de suportar até 60 A a 25º C ou 47 A a 70º C em modo contínuo ou até 240 A a 25º C em modo pulsante, com um RDS(on) máximo de 9 mΩ. Cada placa tem cinco capacitores sólidos.
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Figura 14: Um dos dois conversores DC-DC.
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Figura 15: Um dos dois conversores DC-DC.
Esta fonte usa um circuito integrado de monitoramento PS229, que é o responsável pelas proteções da fonte. Infelizmente não há informações sobre este circuito no site do fabricante.
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Figura 16: Circuito de monitoramento.
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, portanto não há muito que falar aqui. Lembre-se que a diferença entre um projeto com um único barramento e um projeto com vários barramentos é como o circuito de proteção contra sobrecarga de corrente (OCP) está conectado. No projeto com um único barramento há apenas um circuito OCP monitorando todas as saídas, enquanto que no projeto com vários barramentos existem vários circuitos OCP, cada um monitorando um grupo de fios chamados “barramentos”.
Vamos agora ser esta fonte pode realmente fornecer 775 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.
+12VA e +12VB são as entradas independentes de +12 V do nosso testador de carga e durante nossos testes ambas foram conectadas no único barramento de +12 V presente na fonte de alimentação.
Entrada | Teste 1 | Teste 2 | Teste 3 | Teste 4 | Teste 5 |
+12VA | 5 A (60 W) | 11 A (132 W) | 16 A (192 W) | 22 A (264 W) | 28 A (336 W) |
+12VB | 5 A (60 W) | 10 A (120 W) | 16 A (192 W) | 21 A (252 W) | 28 A (336 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 | 147,9 W | 298,5 W | 447,6 W | 587,4 W | 764,1 W |
% Carga Máx. | 19,1% | 38,5% | 57,8% | 75,8% | 98,6% |
Temp. Ambiente | 45,3º C | 45,3º C | 46,2º C | 45,7º C | 46,1º C |
Temp. Fonte | 46,9º C | 47,7º C | 48,5º C | 50,3º C | 52,0º C |
Estabilidade da Tensão. | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada |
Oscilação e Ruído | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada |
Potência CA | 174,9 W | 341,9 W | 516,1 W | 686,0 W | 916,0 W |
Eficiência | 84,6% | 87,3% | 86,7% | 85,6% | 83,4% |
Tensão CA | 113,3 V | 111,3 V | 109,2 V | 107,9 V | 105,1 V |
Fator de Potência | 0,973 | 0,991 | 0,995 | 0,997 | 0,998 |
Resultado Final | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada | Aprovada |
A nova Toughpower XT 775 W apresenta uma eficiência excelente em todos os padrões de carga, mas em particular entre 310 W e 620 W, onde vimos eficiência entre 85,6% e 87,3%, que é claramente melhor do que os valores apresentados pela a Toughpower XT 750 W “antiga”.
Como mencionamos, a Ecos Consulting concedeu a esta fonte de alimentação a certificação 80 Plus Silver (eficiência mínima de 85% em 20% e 100% das cargas e eficiência mínima de 88% em 50% da carga), mas a Thermaltake decidiu “rebaixar” esta fonte para a categoria Bronze (eficiência mínima de 82% em 20% e 100% das cargas e eficiência mínima de 85% em 50% da carga). Esta foi uma atitude muito inteligente e a Thermaltake merece nossos sinceros elogios por isto, já que em altas temperaturas esta fonte não pode apresentar a mesma eficiência obtida no laboratório da Ecos Consulting (a 23º C).
Todas as saídas ficaram com suas tensões dentro da faixa esperada (+12 V e +5 V estiveram sempre dentro da margem apertada de 3%; a saída de +3,3 V não quis ficar dentro desta margem apertada, mas ainda ficou dentro da tolerância de 5% permitida).
Mas o que realmente melhorou nesta nova Toughpower XT foram os níveis de oscilação e ruído. Veja abaixo os resultados obtidos no teste cinco. Como sempre lembramos os limites são de 120 mV para a saída 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 +12VA do testador de carga coma fonte de alimentação fornecendo 764,1 W (55,6 mV).
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Figura 19: Entrada +12VB do testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 764,1 W (53,8 mV).
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Figura 20: Barramento de +5V com a fonte de alimentação fornecendo 764,1 W (14,4 mV).
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Figura 21: Barramento de +3,3 V com a fonte de alimentação fornecendo 764,1 W (19,6 mV).
Testes de Sobrecarga
Abaixo você pode ver o máximo que conseguimos extrair da Thermaltake Toughpower 775 W. Se tentássemos extrair mais do que isto a fonte desligava.
Entrada | Teste de Sobrecarga |
+12VA | 33 A (396 W) |
+12VB | 33 A (396 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 | 920,9 W |
% Carga Máx. | 118,8% |
Temp. Ambiente | 36,9º C |
Temp. Fonte | 47,5º C |
Potência CA | 1.139 W |
Eficiência | 80,9% |
Tensão CA | 102,5 V |
Fator de Potência | 0,998 |
Principais Especificações
As principais especificações técnicas da Thermaltake Toughpower XT 775 W são:
- ATX12V 2.3
- EPS12V 2.91
- Potência nominal rotulada: 775 W em 50º C.
- Potência máxima medida: 920,9 W a 36,9º C.
- Eficiência rotulada: máximo de 89%. Certificação 80 Plus Silver, mas a Thermaltake “rebaixou” esta fonte para a certificação 80 Plus Bronze.
- Eficiência medida: entre 83,4% e 87,3% 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 24 pinos, um conector EPS12V e dois conectores ATX12V que juntos formam outro conector EPS12V (todos permanentemente instalados na fonte).
- Conectores de alimentação da placa de vídeo: Dois conectores de seis pinos e dois conectores de seis/oito pinos em cabos separados.
- Conectores de alimentação SATA: Oito em dois cabos.
- Conectores de alimentação para periféricos: Seis em dois cabos.
- Conectores de alimentação da unidade de disquete: Nenhum.
- Proteções: Sobretensão (OVP, não testada), subtensão (UVP), sobrecarga de corrente (OCP), sobrecarga de potência (OPP), superaquecimento (OTP) e curto-circuito (SCP, testada e funcionando).
- Garantia: Cinco anos, nos EUA. No Brasil a garantia dependerá do distribuidor.
- Mais informações: http://www.thermaltakeusa.com
- Preço sugerido nos EUA: US$ 170.
Conclusões
Os novos modelos Toughpower XT (575 W, 675 W, 775 W e 875 W) não têm absolutamente nada a ver com as fontes Toughpower e Toughpower XT originais, já que eles utilizam um projeto interno completamente diferente (projeto síncrono com conversores DC-DC). Isto permitiu que a fonte de 775 W obtivesse uma eficiência maior e baixos níveis de ruído se comparado ao modelo de 750 W “antigo” da série XT. Outra coisa que a Thermaltake corrigiu foram os cabos para placas de vídeo, já que o modelo de 750 W tem dois conectores de oito pinos, impedindo você de instalar duas placas de vídeo que necessitem de dois conectores de seis pinos cada (por exemplo, a GeForce GTX 260) ao mesmo tempo.
Esta fonte deve chegar ao mercado norte-americano em breve com um preço sugerido de US$ 170, mas nós sabemos que raramente as fontes de alimentação são vendidas pelo preço sugerido. A maioria das lojas vende por menos.
Esta fonte provavelmente chegará ao mercado norte-americano custando US$ 150, onde encontrará fortes concorrentes, como a Corsair HX750W, SilverStone Strider Plus 750 W e o novo modelo de 750 W da XFX (que ainda estamos para testar). Este modelo da Corsair tem como vantagem oferecer maior eficiência, enquanto que o modelo testado da Thermaltake tem uma maior potência rotulada – entretanto ambas as fontes conseguiram facilmente fornecer acima de 900 W em nossos testes. E o modelo da SilverStone tem um desempenho similar e um preço menor (US$ 130, nos EUA).
A Thermaltake Toughpower XT 775 W é definitivamente uma boa fonte de alimentação que facilmente baterá fontes de 750 W mais baratas (Seventeam ST-750P-AF, Cooler Master GX 750 W, Thermaltake TR2 RX 750 W, etc), mas seu sucesso entre os concorrentes dependerá muito do seu preço de venda.
Originalmente em http://www.clubedohardware.com.br/artigos/Teste-da-Fonte-de-Alimentacao-Thermaltake-Toughpower-XT-775-W/1908
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