Teste da Fonte de Alimentação XFX 750 W Black Edition

Introdução

A XFX pode ser nova no mercado de fontes de alimentação, mas até agora os outros dois modelos deles que testamos, 650 W XXX Edition e 850 W Black Edition provaram ser excelentes produtos. Vejamos se o mais novo modelo, 750 W Black Edition, segue o mesmo caminho.

Assim como o modelo 850 W Black Edition, a versão de 750 W é fabricada pela Seasonic sendo, na verdade, uma Seasonic M12D remarcada, fonte que provou ser uma das melhores fontes de alimentação de 750 W do mercado hoje. Desta forma a XFX 750 W Black Edition entra no mercado para concorrer com este modelo da Seasonic e com a Corsair HX750W, pois todas utilizam um projeto DC-DC, o que significa que a fonte é basicamente um modelo de +12 V com suas saídas de +5 V e +3,3 V sendo produzidas por duas fontes menores instaladas no barramento de +12 V da fonte de alimentação principal.

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Figura 1: Fonte de alimentação XFX 750 W Black Edition.

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Figura 2: Fonte de alimentação XFX 750 W Black Edition.

A XFX 750 W Black Edition não é uma fonte de alimentação muito longa, medindo 16 cm de profundidade. Ela tem uma ventoinha de 135 mm em sua parte inferior e circuito PFC ativo, é claro.

A fonte testada tem um sistema de cabeamento modular com oito conectores (dois para placas de vídeo e seis para cabos SATA/periféricos) e vem com cinco cabos permanentemente instalados na fonte. Os cabos inclusos são:

Cabo principal da placa-mãe com um conector de 20/24 pinos, 52 cm de comprimento (permanentemente instalado na fonte).
Um cabo com dois conectores ATX12V que juntos formam um conector EPS12V, 53 cm de comprimento (permanentemente instalado na fonte).
Um cabo com um conector EPS12V, 53 cm de comprimento (permanentemente instalado na fonte).
Quatro cabos com um conector de alimentação auxiliar de seis/oito pinos para placas de vídeo cada, 58 cm de comprimento (dois permanentemente instalados na fonte e dois no sistema de cabeamento modular).
Três cabos com três conectores de alimentação SATA cada, 36 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores (sistema de cabeamento modular).
Um cabo com dois conectores de alimentação SATA, 36 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores (sistema de cabeamento modular).
Dois cabos com três conectores de alimentação para periféricos cada, 36 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores (sistema de cabeamento modular).
Um cabo com dois conectores de alimentação para periféricos, 36 cm até o primeiro conector, 15 cm entre os conectores (sistema de cabeamento modular).
Um adaptador para converter um conector de alimentação padrão para periféricos em dois conectores de alimentação para unidades de disquete.

O cabo principal da placa-mãe, o cabo do processador (ATX12V/EPS12V) e os cabos da placa de vídeo utilizam fios 16 AWG, que é excelente. Os cabos SATA e para periféricos utilizam fios 18 AWG.

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Figura 3: Cabos.

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Figura 4: Cabos.

A quantidade de cabos é excelente para o usuário avançado, suportando duas placas de vídeo topo de linha que necessitem de dois conectores de alimentação cada.

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

Por Dentro da XFX 750 W Black Edition

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 5: Visão geral.

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Figura 6: Visão geral.

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Figura 7: 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.

Neste estágio a fonte testada é impecável. Ela tem duas bobinas de ferrite, um capacitor X e dois capacitores Y a mais do que o mínimo necessário, além de um capacitor X após a ponte de retificação.

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Figura 8: Estágio de filtragem de transientes (parte 1).

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Figura 9: Estágio de filtragem de transientes (parte 2).

Agora vamos ter uma discussão mais detalhada a respeito dos componentes usados na XFX 750 W Black Edition.

Análise do Primário

Vamos agora dar uma olhada em profundidade no primário da XFX 750 W Black Edition. 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 em seu estágio primário, cada uma alimentando um circuito PFC ativo separado, assim como acontece com as fontes Seasonic M12D e S12D. Cada ponte suporta até 8 A a 100º C, portanto em teoria você seria capaz de extrair até 1.840 W da rede elétrica; assumindo uma eficiência de 80%, as ponte permitiriam que esta fonte fornecesse até 1.472 W sem a queima destes componentes. Claro que estamos falando apenas destes componentes e o limite real dependerá de outros componentes da fonte de alimentação.

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Figura 10: Pontes de retificação.

Como mecionamos, existem dois circuitos PFC ativo, cada um usando dois transistores de potência MOSFET FQP13N50C e, portanto, nós temos um total de quatro transistores MOSFET no estágio PFC ativo. Cada transistor MOSFET é capaz de fornecer até 13 A a 25º C ou 8 A a 100º C em modo contínuo (veja o que a diferença de temperatura faz) ou 52 A em modo pulsante a 25º C. Esses transistores apresentam um resistência de 480 mΩ quando ligados, uma característica chamada RDS(on). Quanto menor este valor, melhor, já que os transistores gastarão menos energia e a fonte de alimentação apresentará uma maior eficiência.

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Figura 11: Transistores do PFC ativo.

Esta fonte de alimentação usa dois capacitores eletrolíticos para filtrar a saída do circuito PFC ativo. O uso de mais de um capacitor aqui não tem nada a ver com a “qualidade” da fonte de alimentação, como alguns leigos poderiam supor (incluindo pessoas sem conhecimento em eletrônica que fazem testes de fontes de alimentação em outros sites). Em vez de usar um grande capacitor os fabricantes podem optar por usar dois os mais componentes menores que darão a mesma capacitância total, para melhor acomodar os componentes na placa de circuito impresso, já que capacitores com menores capacitâncias são fisicamente menores do que capacitores com maiores capacitâncias. A XFX 750 W Black Edition usa dois capacitores 390 µF x 400 V conectados em paralelo; isto é equivalente a um capacitor 780 µF x 400 V.

Esses capacitores são da japonesa Chemi-Con e são rotulados a 105º C. Isto é bom por dois motivos: primeiro que capacitores japoneses não vazam e segundo porque normalmente os fabricantes utilizam capacitores rotulados a 85º C aqui. É bom ver um fabricante usar um capacitor com um limite de temperatura maior.

Na seção de chaveamento dois transistores de potência MOSFET IPW50R140CP são usados na tradicional configuração direta com dois transistores. Cada transistor suporta até 23 A a 25º C ou 15 A a 100º C (veja o que a diferença de temperatura faz) ou 56 A em modo pulsante a 25º C, apresentando um RDS(on) de 125 mΩ. Esses transistores são diferentes dos usados na M12D, mas com especificações similares.

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Figura 12: Transistores chaveadores e diodos do PFC ativo.

Esta fonte usa um controlador PFC ativo/PWM CM6802.

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Figura 13: Controlador PFC ativo/PWM.

Vamos agora dar uma olhada no secundário desta fonte.

Análise do Secundário

Esta fonte usa oito retificadores Schottky SBR40S45CT em seu secundário e cada um deles é capaz de suportar até 40 A (20 A por diodo interno a 110º C, queda de tensão máxima de 0,55 V). Todos os retificadores são responsáveis pela produção da saída de +12 V, com as saídas de +5 V e +3,3 V sendo geradas a partir da saída de +12 V usando dois conversores DC-DC (isto é, duas pequenas fontes de alimentação chaveadas) localizados em uma pequena placa de circuito impresso. Este projeto atualmente é a tendência entre as fontes de alimentação de alta eficiência. Esta é exatamente a mesma configuração usada na Seasonic M12D.

Três dos retificadores são responsáveis pela retificação direta, enquanto que os demais são responsáveis pela porção “giro livre” do processo de retificação (ou seja, descarregar a bobina).

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%.

Para nossas contas temos de considerar a parte com o menor limite de corrente, que é a da retificação direta. Isto nos daria uma corrente máxima teórica de 171 A (40 A x 3 / 0,70). Este limite de corrente máximo teórico é para todo o secundário, já que as saídas de +5 V e +3,3 V também são produzidas a partir da saída de +12 V. O limite prático dependerá de outros fatores, principalmente das bobinas usadas e do projeto do pequeno conversor DC-DC usado para gerar as saídas de +5 V e +3,3 V. Se o limite fosse de 171 A apenas para extrair das saídas de +12 V, isto nos daria 2.052 W. Claro que esses valores são teóricos e devem ser usados apenas como exercício.

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Figura 14: Retificadores.

Algumas fontes de alimentação baseadas em um conversor DC-DC utilizam duas placas de circuito impresso separadas para gerar as saídas de +5 V e +3,3 V. A XFX 750 W Black Edition utiliza uma única placa de circuito impresso para gerar essas duas saídas. Esta placa tem capacitores sólidos de alumínio e dois controladores PWM APW7073, um para cada saída, com sete transistores MOSFET APM2556N, que apresentam um RDS(on) máximo de apenas 7,2 mΩ.

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Figura 15: Conversor DC-DC responsável por gerar as saídas de +5 V e +3,3 V a partir da saída de +12 V.

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Figura 16: Conversor DC-DC responsável por gerar as saídas de +5 V e +3,3 V a partir da saída de +12 V.

As saídas são monitoradas 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 também são japoneses da Chemi-Com e rotulados a 105º C.

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.

Esta fonte de alimentação utiliza um projeto com um único barramento, portanto não há muito que dizer aqui. Esta é uma das principais diferenças entre a XFX 750 W Black Edition e a Seasonic M12D: o modelo da Seasonic tem dois barramentos virtuais de +12 V.

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 diferentes padrões 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 usados e os resultados para cada carga.

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. Como a fonte testada tem apenas um barramento de +12 V, ambas as entradas foram conectadas no único barramento de +12 V (+12VB foi ligada no conector EPS12V e todos os outros cabos foram conectados na entrada +12VA do testador de carga).

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)	27 A (324 W)
+12VB	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 A (5 W)	1,5 A (7,5 W)	2 A (10 W)	2,5 A (12,5 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	149,8 W	302,6 W	454,6 W	605,4 W	755,9 W
% Carga Máx.	20,0%	40,3%	60,6%	80,7%	100,8%
Temp. Ambiente	44,2º C	43,4º C	45,7º C	48,7º C	48,9º C
Temp. Fonte	42,3º C	44,1º C	45,9º C	47,9º C	50,8º C
Estabilidade da Tensão	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Oscilação e Ruído	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada
Potência CA	174,2 W	343,8 W	520,9 W	704,0 W	898,0 W
Eficiência	86,0%	88,0%	87,3%	86,0%	84,2%
Tensão CA	113,7 V	112,2 V	110,3 V	108,6 V	105,8 V
Fator de Potência	0,965	0,973	0,978	0,981	0,980
Resultado Final	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada	Aprovada

A XFX 750 W Black Edition, assim como a Seasonic M12D e a Seasonic S12D, apresentou uma eficiência muito alta, ficando acima de 84% durante todo o tempo, incluindo quando extraímos sua potência máxima rotulada. Se você extrair entre 40% e 60% da sua capacidade rotulada (entre 300 W e 450 W) você terá eficiência entre 87% e 88%.

Esta fonte tem certificação 80 Plus Silver, o que em teoria significa eficiência de pelo menos 85% em carga leve (20%) e em carga máxima (100%) e 88% em carga típica (50%). Nossos testes são mais rigorosos do que os conduzidos pela Ecos Consulting (empresa responsável pela certificação 80 Plus) pois eles testam as fontes a uma temperatura ambiente de 23º C, enquanto que nós testamos as fontes com pelo menos o dobro desta temperatura, e quanto maior a temperatura, menor a eficiência. Por isso que obtivemos eficiência abaixo de 85% durante o teste de carga máxima (teste cinco).

A estabilidade da tensão foi outro destaque da XFX 750 W Black Edition, com todas as tensões dentro de 3% de seus valores nominais, ou seja, tensões mais próximas dos valores nominais do que o necessário, já que a especificação ATX permite que as tensões estejam em até 5% de seus valores nominais (10% para -12 V). Isto inclui a saída de -12 V, que normalmente não gosta de ficar dentro desta tolerância apertada.

E finalmente nós temos os níveis de oscilação e ruído, que foram baixos durante o tempo todo (o nível de ruído em +12V ficou abaixo de 30% do máximo permitido). Abaixo você pode ver os resultados para o teste número cinco. Só para lembrar, o máximo permitido é de 120 mV para as saídas 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 19: Entrada +12VA do testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 755,9 W (27,2 mV).

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Figura 20: Entrada +12VB do testador de carga com a fonte de alimentação fornecendo 755,9 W (35,6 mV).

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Figura 21: Barramento de +5V com a fonte de alimentação fornecendo 755,9 W (18,6 mV).

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Figura 22: Barramento de +3,3 V com a fonte de alimentação fornecendo 755,9 W (18,4 mV).

Vamos agora ver se conseguimos extrair mais de 750 W desta fonte.

Testes de Sobrecarga

Abaixo você pode ver o máximo que conseguimos extrair desta fonte de alimentação mantendo-a funcionando dentro das especificações. Se tentássemos extrair mais do que isto o nível de ruído em +12 V ultrapassaria o limite permitido (durante este teste o nível de ruído em +12 V foi de aproximadamente 105 mV). Observe que mesmo nesta configuração extrema a eficiência ainda ficou próxima a 83%.

Entrada	Teste de Sobrecarga
+12V1	33 A (396 W)
+12V2	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	936,1 W
% Carga Máx.	124,8%
Temp. Ambiente	39,4º C
Temp. Fonte	42,2º C
Potência CA	1.129 W
Eficiência	82,9%
Tensão CA	105,9 V
Fator de Potência	0,992

Principais Especificações

As principais especificações técnicas da fonte de alimentação XFX 750 W Black Edition são:

ATX12V 2.3.
EPS12V 2.92.
Potência nominal rotulada: 750 W a 50º C.
Potência máxima medida: 936,1 W a 39,4º C.
Eficiência rotulada: máximo de 88%, Certificação 80 Plus Silver (mínimo de 85% em cargas de 20% e 100%; mínimo de 88% em 50% da carga).
Eficiência medida: entre 84,2% e 88% em 115 V (nominal, ver resultados completos para a tensão realmente usada).
PFC ativo: Sim.
Sistema de cabeamento modular: Sim, parcial.
Conectores de alimentação da placa-mãe: Um conector de 20/24 pinos, um conector EPS12V e dois conectores ATX12V que juntos formam um conector EPS12V (todos permanentemente instalados na fonte de alimentação).
Conectores de alimentação da placa de vídeo: Quatro conectores de seis/oito pinos (dois permanentemente instalados na fonte de alimentação e dois usando o sistema de cabeamento modular).
Conectores de alimentação SATA: 11 em quatro cabos.
Conectores de alimentação para periféricos: Oito em três cabos.
Conectores de alimentação da unidade de disquete: Dois se o adaptador incluso que está conectado no plugue de alimentação para periféricos for usado.
Proteções: sobretensão (OVP), sobrecarga de potência (OPP) e curto-circuito (SCP, testada e funcionando).
Garantia: Cinco anos, nos EUA. No Brasil a garantia dependerá do distribuidor.
Modelo verdadeiro: Seasonic M12D.
Mais informações: http://www.xfxforce.com
Preço médio nos EUA*: US$ 150.

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

Conclusões

Por ser baseada na Seasonic M12D, a XFX 750 W Black Edition é tão boa quanto este modelo da Seasonic: alta eficiência, tensões mais próximas de seus valores nominais (regulação da tensão de 3% em vez de 5%) e baixos níveis de oscilação e ruído em suas saídas. Além disso, nós conseguimos extrair mais de 900 W dela! A principal diferença entre essas duas fontes é a presença de um único barramento de +12 V na versão da XFX. No quesito preço, a XFX leva vantagem. A Seasonic M12D 750 W é difícil de ser encontrada atualmente, e custa US$ 10 a mais do que este modelo da XFX.

Mas ela enfrenta concorrência ferrenha da Corsair HX750W, que também é vendida nos EUA por US$ 150 e tem desempenho similar. Portanto a escolha entre a XFX 750 W Black Edition e a Corsair HX750W é apenas uma questão de gosto pessoal por uma marca ou outra: ambas são excelentes produtos.

Em resumo, a XFX 750 W é uma excelente fonte de alimentação de 750 W, com um ótimo preço para o usuário que esteja procurando por uma fonte de alto desempenho.