Teste da Fonte de Alimentação Ultra X4 850 W

Introdução

A Ultra é um tradicional fabricante de fontes de alimentação e foi a primeira empresa a lançar a ideia do sistema de cabeamento modular (o que fez com que eles processassem todos os fabricantes que lançaram fontes de alimentação com sistema de cabeamento modular, incluindo a Antec, Thermaltake, FSP, CWT, Seasonic e Corsair, só para citar algumas). A Ultra lançou uma nova série chamada X4 equipada com um sistema de cabeamento modular completo e projeto com um único barramento. Vejamos se o modelo de 850 W desta nova série é uma boa opção de compra.

As fontes de alimentação da série X4 são fabricadas pela Andyson. A única outra fonte de alimentação fabricada pela Andyson que já testamos foi a BFG ES-800 (note que a BFG usa outros fabricantes além da Andyson).

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Figura 1: Fonte de alimentação Ultra X4 850 W.

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Figura 2: Fonte de alimentação Ultra X4 850 W.

A Ultra X4 850 W é uma fonte de 850 W pequena, medindo 16 cm de profundidade. Ela tem uma ventoinha de 135 mm na parte inferior e circuito PFC ativo, é claro.

Como mencionamos, a Ultra X4 tem um sistema de cabeamento modular completo, o que significa que até o cabo principal da placa-mãe é removível. Os cabos inclusos são:

Cabo principal da placa-mãe com um conector de 24 pinos (sem suporte para 20 pinos) (59 cm).
Um cabo EPS12V (59 cm).
Um cabo ATX12V (59 cm).
Três cabos com um conector de alimentação auxiliar de seis/oito pinos para placas de vídeo cada (64 cm).
Três cabos com um conector de alimentação auxiliar de seis pinos para placas de vídeo cada (64 cm).
Três cabos de alimentação SATA com três conectores cada (44 cm entre a fonte de alimentação e o primeiro conector, 15 cm entre os conectores).
Um cabo de alimentação SATA com dois conectores (44 cm entre a fonte de alimentação e o primeiro conector, 15 cm entre os conectores).
Um cabo de alimentação para periféricos com três plugues cada (44 cm entre a fonte de alimentação e o primeiro conector, 15 cm entre os conectores).
Dois cabos de alimentação para periféricos com dois plugues e um conector de alimentação para a unidade de disquete cada (44 cm entre a fonte de alimentação e o primeiro conector, 15 cm entre os conectores).
Um cabo de alimentação para periféricos com dois plugues (44 cm entre a fonte de alimentação e o primeiro conector, 15 cm entre os conectores).
Um adaptador para converter qualquer plugue de alimentação para periféricos em dois conectores de alimentação para unidade de disquete.

Todos os fios são 18 AWG, que é a bitola correta a ser usada, exceto os fios no cabo principal da placa-mãe, que são mais grossos (16 AWG).

Como você pode ver a Ultra X4 850 W vem com seis conectores de alimentação individuais para placas de vídeo, e todos eles podem ser usados ao mesmo tempo. Isto significa que a Ultra X4 850 W suporta configurações SLI/CrossFire com três placas de vídeo que necessitem de dois conectores de alimentação auxiliares cada. Esta é uma configuração perfeita para um produto de 850 W.

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Figura 3: Cabos.

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

Por Dentro da Ultra X4 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.

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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 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 um capacitor X (além de outro capacitor X após a ponte de retificação) a mais do que o mínimo necessário.

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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 discutir em mais detalhes os componentes usados na Ultra X4 850 W.

Análise do Primário

Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da Ultra X4 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 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.

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Figura 9: Ponte de retificação.

No circuito PFC ativo desta fonte são usados dois transistores MOSFET SPW21N50C3, cada um capaz de fornecer até 21 A a 25°C ou 13,1 A a 100°C em modo contínuo (veja o que a diferença de temperatura faz) ou até 63 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.

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Figura 10: Transistores do PFC ativo.

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 outros dois transistores de potência MOSFET SPW21N50C3 são usados na tradicional configuração direta com dois transistores. As especificações desses transistores já foram publicadas acima.

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Figura 11: Transistores chaveadores.

O primário é controlado pelo o famoso CM6800 PFC/PWM.

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Figura 12: Controlador PFC/PWM.

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

Análise do Secundário

Esta usa nove retificadores Schottky instalados no dissipador de calor do 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 retificadores Schottky ESAE83-004, cada um fornecendo até 60 A (30 A por diodo interno a 110º C, queda de tensão máxima de 0,55 V). Isto nos dá uma corrente máxima teórica de 171 A ou 2.057 W. Isto que é superdimensionamento!

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 é produzida por dois retificadores Schottky SPR30L30CT conectados em paralelo (30 A, 15 A por diodo interno a 125º C, queda de tensão típica de 0,38 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 outros dois retificadores Schottky SPR30L30CT. Portanto a potência máxima que esta saída pode fornecer é de 141 W.

O nono retificador, um STPS20L60CT (20 A no total, 10 A por diodo a 140º C, queda de tensão máxima de 0,56 V), é usado pela saída standby (+5VSB).

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.

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Figura 13: Retificadores.

As saídas são monitoradas por um circuito de integrado PS232, que suporta as proteções contra sobrecarga de corrente (OCP), subtensão (UVP) e sobretensão (OVP). Qualquer outra proteção que esta fonte possa ter é implementada fora deste circuito integrado.

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Figura 14: Circuito integrado de monitoramento.

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

Distribuição da Potência

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

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Figura 15: Etiqueta da fonte de alimentação.

Como a Ultra X4 850 W usa um projeto com um único barramento 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 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	6 A (72 W)	13 A (156 W)	20 A (240 W)	25 A (300 W)	29 A (348 W)
+12V2	6 A (72 W)	12 A (144 W)	17 A (204 W)	25 A (300 W)	29 A (348 W)
+5V	2 A (10 W)	4 A (20 W)	6 A (30 W)	8 A (40 W)	16 A (80 W)
+3,3 V	2 A (6,6 W)	4 A (13,2 W)	6 A (19,8 W)	8 A (26,4 W)	16 A (52,8 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	177,6 W	357,4 W	523,8 W	699,7 W	861,0 W
% Carga Máx.	20,9%	42,0%	61,6%	82,3%	101,3%
Temp. Ambiente	45,8º C	46,6º C	49,0º C	48,5º C	48,2º C
Temp. Fonte	47,8º C	48,9º C	51,4º C	55,5º C	56,8º C
Regulação da Tensão	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Oscilação e Ruído	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Potência CA	217,4 W	422,1 W	619,0 W	840,0 W	1065,0 W
Eficiência	81,7%	84,7%	84,6%	83,3%	80,8%
Estabilidade da Tensão	113,5 V	111,9 V	109,2 V	107,6 V	104,7 V
Fator de Potência	0,933	0,974	0,984	0,988	0,991
Resultado Final	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada

A Ultra X4 850 W apresentou uma eficiência muito boa ao fornecer entre 40% e 80% da sua potência rotulada (entre 340 W e 680 W), 83%-85%. Em 20% da carga (170 W) a eficiência caiu para 81,7%, ainda um número decente. Ao fornecer 850 W, a eficiência foi de 80,8%, não a melhor do mundo, mas ainda acima de 80%.

Há algo realmente estranho sobre a certificação 80 Plus desta fonte de alimentação. O fabricante diz que esta fonte tem certificação 80 Plus padrão, o que faz sentido de acordo com nossos testes. Mas no site da organização 80 Plus esta fonte é listada como tendo certificação 80 Plus Silver com uma eficiência típica de 89% e eficiência média de 87%. Provavelmente a amostra que a Ultra mandou para a 80 Plus era um produto diferente do que eles acabaram fabricando.

As tensões ficaram o tempo todo dentro do máximo permitido (tolerância de 5% para as tensões positivas e 10% para a saída de -12 V).

Os níveis de oscilação e ruído ficaram abaixo do máximo permitido. 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.

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Figura 16: Entrada +12V1 do nosso testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 861 W (88,4 mV).

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Figura 17: Entrada +12V2 do nosso testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 861 W (82,6 mV).

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Figura 18: Barramento de +5V com a fonte de alimentação fornecendo 861 W (20,6 mV).

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Figura 19: Barramento de +3,3 V com a fonte de alimentação fornecendo 861 W (15,6 mV).

Vamos agora ver se conseguimos extrair mais de 850 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 único barramento da fonte até o máximo que conseguimos. Nós extraímos 66 A (o máximo que nosso equipamento é capaz de suportar) e a fonte não desligou, significando que ou a proteção contra sobrecarga de corrente (OCP) estava desabilitada ou configurada com um valor acima de 66 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 a fonte desligava, mostrando que uma de suas proteções entrou em ação.

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	20 A (100 W)
+3,3 V	20 A (66 W)
+5VSB	3 A (15 W)
-12 V	0,5 A (6 W)
Total	969,4 W
% Carga Máx.	114,0%
Temp. Ambiente	49,2º C
Temp. Fonte	59,0º C
Potência CA	1,229,0 W
Eficiência	78,9%
Tensão CA	102,4 V
Fator de Potência	0,992

Principais Especificações

As principais especificações técnicas da Ultra X4 850 W incluem:

Potência nominal rotulada: 850 W.
Potência máxima medida: 969,4 W em 49,2º C.
Eficiência rotulada: típica de 85% (em 50% da carga)
Eficiência medida: entre 80,8% e 84,7% em 115 V (nominal, ver resultados completos para a tensão realmente usada).
PFC ativo: Sim.
Sistema de cabeamento modular: Sim, completo.
Conectores de alimentação da placa-mãe: Um conector de 24 pinos, um conector ATX12V e um conector EPS12V (todos usando o sistema de cabeamento modular).
Conectores de alimentação da placa de vídeo: Três conectores de seis/oito e três conectores de seis pinos (todos em cabos individuais).
Conectores de alimentação SATA: 11 em quatro cabos.
Conectores de alimentação para periféricos: Nove em dois cabos.
Conectores de alimentação da unidade de disquete: Dois em dois cabos. Mais dois se o adaptador incluso que converter um plugue de alimentação para periféricos em dois conectores de alimentação para unidade de disquete for usado.
Proteções: sobretensão (OVP, não testada). Proteção contra curto-circuito (SCP) presente e funcionando.
Garantia: Três anos ou vitalícia, nos EUA, se o produto for registrado. No Brasil a garantia dependerá do distribuidor.
Verdadeiro fabricante: Andyson.
Mais informações: http://www.ultraproducts.com
Preço médio nos EUA*: US$ 200.

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

Conclusões

A Ultra X4 850 W é uma fonte de alimentação honesta, realmente capaz de fornecer 850 W a 48º C. A principal vantagem desta fonte são os seis cabos de alimentação para placas de vídeo, permitindo configurar um sistema SLI/CrossFire com até três placa de vídeo topo de linha sem o uso de adaptadores. A grande quantidade de conectores de alimentação SATA (11) e para periféricos também é uma vantagem. Seu sistema de cabeamento modular completo é interessante para os usuários preocupados com ventilação e organização dos cabos.

A Ultra X4 850 W apresenta uma eficiência muito boa ao fornecer entre 40% e 80% da sua potência rotulada (entre 340 W e 680 W), entre 83% e 85%. Em 20% da carga (170 W) a eficiência caiu para 81,7%, ainda um número decente. Ao fornecer 850 W, a eficiência foi de 80,8%, não a melhor, mas ainda acima de 80%.

A regulação da tensão e os níveis de oscilação/ruído estiveram dentro das especificações, embora não tenham sido os melhores valores que já vimos.

Seu preço é adequado para um produto com esses recursos, mas nós gostaríamos que ela fosse mais barata. O problema é que se você não precisa do sistema de cabeamento modular pode comprar uma Seasonic S12D 850 W por US$ 180 (nos EUA), que oferece um melhor desempenho (maior eficiência, tensões mais próximas de seus valores nominais, níveis de oscilação/ruído mais baixos). Mas se você quer um produto com um melhor desempenho equipado com sistema de cabeamento modular pode pagar US$ 10 a mais e pegar uma Seasonic M12D 850 W ou uma XFX 850 W.