Teste da Fonte de Alimentação WiseCase WSNG-500-P4B2S-SK de 220 W

Introdução

Mais uma fonte “brasileira” de baixo custo em teste: desta vez colocamos uma WiseCase de 220 W em nosso testador. Será que ela sobreviverá?

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Figura 1: Fonte de alimentação WiseCase WSNG-500-P4B2S-SK de 220 W.

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Figura 2: Fonte de alimentação WiseCase WSNG-500-P4B2S-SK de 220 W.

A WSNG-500-P4B2S-SK segue o mesmo padrão das primeiras fontes de alimentação ATX, com 14 cm de profundidade e uma ventoinha de 80 mm em sua parte traseira. Sendo um produto de baixo custo, ela não possui circuito PFC e é baseada na topologia meia-ponte.

Nenhum cabo possui proteção de nylon e infelizmente todos os cabos usam fios muito finos (20 AWG no cabo ATX12V e 22 AWG nos demais cabos, sendo que o mínimo recomendado é 18 AWG). A fonte testada vem com os seguintes cabos e conectores:

Cabo principal da placa-mãe com conector de 20/24 pinos (32 cm).
Um cabo com um conector ATX12V (35 cm).
Um cabo com dois conectores SATA e um conector para periféricos (26 cm até o primeiro conector, 15 cm entre conectores).
Um cabo de alimentação para periféricos com dois plugues padrão e um conector de alimentação para unidades de disquete (27 cm até o primeiro conector, 10 cm entre conectores).

Como você pode ver, não há cabo para alimentar placas de vídeo e todos os cabos são extremamente curtos.

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Figura 3: Cabos.

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

Por Dentro da WiseCase WSNG-500-P4B2S-SK de 220 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, a primeira coisa que gostamos de ver quando abrimos uma fonte de alimentação para termos uma ideia 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.

A WiseCase WSNG-500-P4B2S-SK de 220 W vem apenas com dois capacitores Y, no mais belo estilo “fonte de alimentação genérica”.

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Figura 7: Estágio de filtragem de transientes.

Agora vamos ter uma discussão mais detalhada a respeito dos componentes usados na WiseCase WSNG-500-P4B2S-SK de 220 W.

Análise do Primário

Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da WiseCase WSNG-500-P4B2S-SK de 220 W. Para uma melhor compreensão do que iremos falar aqui, sugerimos a leitura do nosso tutorial Anatomia das Fontes de Alimentação Chaveadas.

Esta fonte em vez de usar uma ponte de retificação “pronta” usa quatro diodos CT2A05, cada um com um limite máximo de corrente de 2 A a 75° C. Este é um limite extremamente baixo mesmo para um produto rotulado como sendo de 220 W. Em uma rede elétrica de 115 V esses diodos seriam capazes de puxar até 230 W da rede elétrica. Supondo uma eficiência de 80%, esta fonte seria capaz de entregar até 184 W em suas saídas. É claro que estamos falando apenas da ponte retificadora, o limite real da fonte vai depender ainda dos demais componentes.

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Figura 8: Ponte de retificação.

A WiseCase WSNG-500-P4B2S-SK de 220 W usa dois transistores de potência NPN 13007 em sua seção de chaveamento usando um projeto de meia-ponte, cada um suportando até 8 A a 25° C (infelizmente o fabricante não informa a corrente máxima desses transistores a 100° C).

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Figura 9: Transistores chaveadores (o transistor da direita é responsável pela fonte standby/+5VSB).

Os transistores chaveadores são controlados por um circuito integrado WT7520, que está fisicamente localizado no secundário.

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Figura 10: Controlador PWM.

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

Análise do Secundário

A WiseCase WSNG-500-P4B2S-SK de 220 W traz três retificadores 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. Como esta fonte usa o projeto meia-ponte, o ciclo de trabalho é de 50%, ou seja, basta somar a corrente máxima de todos os diodos de cada saída.

A saída de +12 V usa um retificador F12C20C (12 A, 6 A por diodo interno a 125° C, queda de tensão máxima de 1,30 V, que é altíssima – isto é, ruim) e, portanto possui uma corrente máxima teórica de 12 A ou 144 W. Importante notar que este retificador não é do tipo Schottky e sim do tipo “rápido”, que apresenta maior queda de tensão e, portanto, menor eficiência.

A saída de +5 V usa um retificador Schottky S20C45C (20 A, 10 A por diodo interno a 125° C, queda de tensão máxima de 0,65 V), o que nos dá uma corrente máxima teórica de 20 A ou 100 W.

A saída de +3,3 V usa um retificador Schottky S10C40C (10 A, 5 A por diodo interno a 125° C, queda de tensão máxima de 0,65 V), o que nos dá uma corrente máxima teórica de 10 A ou 33 W.

Estes valores são teóricos e o limite real dependerá de outros componentes, em especial das bobinas do secundário.

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Figura 11: Retificadores de +5 V, de +12 V e de +3,3 V.

Observando o secundário vimos que esta fonte não tem as bobinas necessárias para a filtragem das saídas de +12 V e +3,3 V (repare na Figura 12 como as bobinas foram substituídas por um pedaço de fio desencapado, componentes marcados como L4 e L7)! Também não foram instalados todos os capacitores eletrolíticos necessários (os capacitores marcados como EC3 e EC28 não estão presentes).

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Figura 12: Esta fonte não tem as bobinas de filtragem das saídas +12 V e +3,3 V.

O secundário é monitorado por um circuito integrado WT7520, que também é o controlador PWM mostrado na Figura 10. Este circuito oferece proteções contra sobretensão (OVP) e subtensão (UVP).

Todos os capacitores desta fonte de alimentação são chineses, como era de se esperar.

Distribuição da Potência

Na Figura 13 você pode ver a etiqueta contendo todas as especificações de potência desta fonte.

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Figura 13: Etiqueta da fonte de alimentação.

De acordo com a etiqueta esta fonte tem dois barramentos de +12 V, mas como internamente esta fonte não tem circuito de proteção contra sobrecarga de corrente (OCP) – pois não há qualquer sensor de corrente (“shunt”) ligado em série com as saídas de +12 V – esta fonte tem na realidade apenas um único barramento de +12 V. O que diferencia uma fonte de um barramento para outra com vários barramentos é a existência de mais de um circuito OCP (cada grupo de fios monitorado por um circuito OCP individual é chamado "barramento").

Vamos agora ver o quanto esta fonte pode realmente fornecer.

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 como esta fonte só possui um único barramento ambas foram conectadas ao único barramento existente. A entrada +12V2 foi ligada ao conector ATX12V enquanto todos os demais conectores foram ligados à entrada +12V1 do nosso testador.

Nós resolvemos testar esta fonte de uma maneira um pouco diferente da habitual. Sendo um produto de baixo custo, desconfiávamos que ela não poderia entregar sua potência rotulada. Com isso, resolvemos testá-la com mais padrões de carga do que o habitual, começando em 85 W e subindo a potência em pequenos incrementos até vermos o máximo que esta fonte poderia entregar sem queimar.

Entrada	Teste 1	Teste 2	Teste 3	Teste 4
+12V1	3A (36 W)	3,5 A (42 W)	4,5 A (54 W)	5,5 A (66 W)
+12V2	2,5 A (30 W)	3,5 A (42 W)	4 A (48 W)	5 A (60 W)
+5 V	1 A (5 W)	1,5 A (7,5 W)	1,5 A (7,5 W)	1,5 A (7,5 W)
+3,3 V	1 A (3,3 W)	1 A (3,3 W)	1,5 A (4,95 W)	1,5 A (4,95 W)
+5VSB	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1 A (5 W)
-12 V	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)
Total	84,4 W	101,5 W	123,2 W	145,6 W
% Carga Máx.	38,4%	46,1%	56,0%	66,2%
Temp. Ambiente	42,5° C	42,0° C	42,0° C	41,9° C
Temp. Fonte	46,2° C	47,4° C	47,8° C	48,5° C
Estabilidade da Tensão	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Oscilação e Ruído	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Potência CA	112,7 W	134,5 W	162,7 W	193,4 W
Eficiência	74,9%	75,5%	75,7%	75,3%
Tensão CA	116,6 V	116,5 V	116,3 V	115,8 V
Fator de Potência	0,610	0,607	0,607	0,609
Resultado Final	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada

Entrada	Teste 5	Teste 6	Teste 7
+12V1	6,5 A (78 W)	7,5 A (90 W)	8 A (96 W)
+12V2	6 A (72 W)	7 A (84 W)	8 A (96 W)
+5 V	2 A (10 W)	2 A (10 W)	3 A (15 W)
+3,3 V	2 A (6,6 W)	2 A (6,6 W)	3 A (9,9 W
+5VSB	1 A (5 W)	1 A (5 W)	1 A (5 W)
-12 V	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)	0,5 A (6 W)
Total	172,5 W	194,3 W	219,8 W
% Carga Máx.	78,4%	88,3%	99,9%
Temp. Ambiente	42,4° C	41,0° C	42,5° C
Temp. Fonte	49,3° C	48,6° C	51,7° C
Estabilidade da Tensão	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Oscilação e Ruído	Aprovada	Reprovada em +12 V e -12 V	Reprovada em +12 V e -12 V
Potência CA	232,6 W	266,1 W	310,2 W
Eficiência	74,2%	73,0%	70,9%
Tensão CA	115,6 V	116,0 V	115,6 V
Fator de Potência	0,610	0,611	0,616
Resultado Final	Aprovada	Reprovada	Reprovada

A WiseCase WSNG-500-P4B2S-SK realmente consegue entregar sua potência rotulada. Só que potência não é tudo. A eficiência desta fonte esteve sempre abaixo de 76%, chegando ao fundo do poço com 70,9% durante o teste sete (com a fonte entregando cerca de 220 W). As tensões estiveram sempre dentro dos limites, mas o grande problema dessa fonte foi o alto nível de oscilação e ruído nas saídas +12 V e -12 V, sempre muito alto e ultrapassando o limite de 120 mV durante os testes seis e sete. Abaixo você vê os níveis de ruído com a fonte entregando cerca de 220 W (teste sete). O máximo permitido para as saídas +5 V e +3,3 V é de 50 mV. Todos os valores são de pico-a-pico. Esse alto nível de ruído é explicado pela inexistência das bobinas de filtragem (ver Figura 12).

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Figura 14: Entrada +12V1 do testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 219,8 W (146,2 mV).

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Figura 15: Entrada +12V2 do testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 219,8 W (144,4 mV).

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Figura 16: Barramento de +5V com a fonte de alimentação fornecendo 219,8 W (47,6 mV).

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Figura 17: Barramento de +3,3 V com a fonte de alimentação fornecendo 219,8 W (41,6 mV).

Como os níveis de oscilação e ruído já estavam acima do máximo permitido, nós não fizemos testes de sobrecarga com esta fonte.

Principais Especificações

As principais características técnicas da WiseCase WSNG-500-P4B2S-SK de 220 W incluem:

ATX12V 1.3
Potência nominal rotulada: 220 W.
Potência máxima medida: 219,8 W a 42,5° C.
Eficiência rotulada: Informação não disponível.
Eficiência medida: entre 70,9% e 75,7% em 115 V (nominal, ver resultados completos para a tensão realmente usada).
PCF ativo: Não.
Sistema de cabeamento modular: Não.
Conectores de alimentação da placa-mãe: Um conector de 20/24 pinos e um conector ATX12V.
Conectores de alimentação da placa de vídeo: Nenhum.
Conectores de alimentação SATA: Dois.
Conectores de alimentação para periféricos: Três em dois cabos.
Conectores de alimentação para a unidade de disquete: Um.
Proteções: Informação não disponível.
Garantia: Informação não disponível.
Mais informações: http://www.wisecase.com.br
Preço médio no Brasil: Compramos a fonte testada por R$ 42,40.

Conclusões

Esta é uma fonte “baratinha” que felizmente é rotulada com a sua potência real (220 W). O problema é que potência não é tudo. Como as bobinas e capacitores de filtragem não foram instalados no secundário, ela apresenta um alto nível de oscilação e ruído, que sobrecarregará os componentes de seu computador, especialmente os capacitores da placa-mãe. Isso poderá levar a um comportamento errático do micro (travamentos e resets aleatórios).

Consertar esta fonte em teoria é fácil: bastaria o fabricante ter adicionado os capacitores e bobinas que não foram incluídos no secundário. Mesmo com esses componentes instalados esta fonte não seria uma “maravilha” – pois sua eficiência continuaria baixa, variando entre 71% e 76% –, mas pelo menos não sobrecarregaria os componentes do seu computador, ou seja, não seria uma “bomba”.

Um detalhe interessante é que em nenhum lugar (etiqueta ou site do fabricante) está escrito que esta é uma fonte de “500 W”, no entanto vemos vários vendedores comercializando esta fonte como se fosse de 500 W por causa do nome do modelo. Nós não gostamos disso pois isto induz o consumidor ao erro.

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