Cooler Master V1000 (RS-A00-AFBA-G1)

Unutrašnjost i tehnikalije

Četiri šrafa i jednu poništenu garanciju kasnije, po podizanju poklopca nastupa jedan „uuuUUUuuu“ momenat. Crveno lakirana štampana ploča je već viđena, ali opet na modelu iz Vanguard serije, tako da je i dalje ekskluzivna retkost. Dodatno „wow“ odlazi na pomalo neuobičajen raspored i na interesantno rešene hladnjake. Autor ovih redova „iz topa“ prepoznaje Seasonic-ovu KM³ platformu, identičnoj onoj korišćenoj u najnovijim iteracijama X-serije ovog proizvođača. 1000W model je ekskluzivan za Cooler Master.

Rekosmo da CM V1000 poseduje 80 Plus Gold sertifikat – detalje ovog sertifikata možete videti ovde (PDF). Ecova Plugload Solutions je za ovo napajanje odobrio Platinum sertifikat. Međutim, u Cooler Master-u su odlučili da zvaničan sertifikat koji će koristiti bude za stepenicu niži. Naravno, svi proizvođači imaju puno pravo da prikažu bilo koji od nižih sertifikata nego što je ostvareni, samo ne smeju viši. CM se na ovakav potez odlučio jer efikasnost opada sa porastom temperature. Ecova testira napajanja na ~23°C, dok CM deklariše maksimalnu snagu ovog modela na 40°C, što praktično garantuje nezanemarljivu razliku u efikasnosti. Računajući i da je Platinum sertifikat dostignut „za dlaku” i da ipak postoji varijacija u efikasnosti od konkretnog primerka do primerka, Gold standard realnije oslikava situaciju. Veoma pohvalan i pošten potez, iako možda na malu štetu marketinga… Ipak je platina privlačnija od zlata.

Za sada se za efikasnost moramo osloniti na ono što kaže 80 Plus, ali očekujemo da uskoro počnemo i sami da proveravamo. Za one koji nisu ispratili, možete se detaljnije o tom setifikatu informisati ovde (Wiki) i ovde (PDF). Primera radi, ukoliko komponente u vašem računaru trenutno koriste 800 W, a vaše napajanje je 80% efikasno, to znači da će napajanje iz zida u tom momentu „vući“ 1000 W, tj. efikasnost je odnos utrošene ulazne i isporučene izlazne snage. Efikasnije napajanje znači veću uštedu energije. Druga stvar zbog koje je poželjna veća efikasnost je manje zagrevanje napajanja, a samim tim i manja buka koju proizvodi (jer se razlika između utrošene i isporučene snage izračuje u vidu toplote).

V1000 je tzv. „single rail“ napajanje, što će reći, ima jednu 12 V izlaznu naponsku granu. KM³ platforma je izvorno „quad-rail“ odnosno poseduje 4 virtuelne 12 V grane, međutim CM se odlučio da upotrebi jedna. 996 W odnosno 83 A dostupnih na ovoj grani su već na granici aparata za varenje, no uzdamo se (uz solidnu dozu sigurnosti) u CM-ovu i Seasonic-ovu implementaciju zaštite od kratkog spoja da spreči eventualnu štetu.

Power Factor Correction (PFC) je, najprostije rečeno, metod maksimizacije iskorišćenja ulazne naizmenične struje. U slučaju krajnjeg korisnika, od ovoga koristi ima samo elektrodistribucija. Ovo napajanje koristi aktivni PFC. APFC podrazumeva upotrebu tzv. boost converter el. kola za automatsku korekciju fazne razlike između ulaznog napona i struje.

Zvanični podaci vezani za ulazno-izlazne karakteristike ovog napajanja se razlikuju u zavisnosti od toga da li ih čitate sa web sajta, pakovanja ili samog napajanja, ili pak iz uputstva koje uz njega dolazi. Potonji je realno stanje (zgodna nuspojava korišćenja aktivnog PFC-a), dok je prvi konzervativni limit, koji dozvoljava odstupanja od 10% za napon i 5% za frekvenciju struje, u oba smera. Dakle, deklaracija kaže da ovo napajanje radi na mrežama naizmenične struje efektivnog napona od 100 do 240 V (realno stanje: 90 – 264 V), pri frekvenciji struje od 60 odnosno 50 Hz respektivno (tj. 63/47 Hz).

Primenjene su sledeće zaštite u ovom modelu: SCP (zaštita od kratkog spoja), OCP (zaštita od prevelike izlazne struje), OVP (zaštita od previsokog izlaznog napona), OTP (zaštita od previsokoe radne temperature) i OPP (zaštita od prevelike izlazne snage). CM V1000 poštuje i ATX v2.31 standard.

Na red je stigao i pregled individualnih komponenata koje čine naš današnji test-primerak:

Prvi na listi za odstrel opis je, po tradiciji, ventilator. Hlađenje V1000 zadatak je Protechnic-ovog modela iz Magic serije, oznake MGA13512XF-O25, dimenzija 135 x 135 x 25 mm. Protechnic navodi maksimalnu brzinu rotacije od 2300 rpm, pri 12 V napona i potrošnji od 4,56 W (0,38 A). Obećani protok vazduha je 115,8 CFM (54,65 litara u sekundi) uz buku od 40,8 db(A). Maksimalni statički pritisak je deklarisan na 5,28 mmH₂O. Ovaj ventilator koristi FDB (Fluid Dynamic Bearing – ležaj sa dinamičnim fluidom), što obećava tih i dugovečan rad.

Ulazni/EMI (elektromagnetne interferencije) filter je i više nego potpun. Na unutrašnju stranu utičnice zalemljena je mala štampana ploča, koja sadrži sertifikovani X (metalizirani film) i četiri Y (keramički disk) kondenzatora, kao i jednu feritnu istofaznu (common mode) zavojnicu i bužiran osigurač. Kompletan ovaj segment, odnosno štampana pločica, je oklopljena parčetom aluminijuma savijenog tako da čini kutijicu, preko koga je stavljeno parče plastike. Ovo je naravno urađeno da se postigne efekat Faradejevog kaveza, tj. da spreči odavanje (i prijem) električnog šuma u vidu promenljivog elektromagnetnog polja. Žice koje transportuju dolaznu naizmeničnu struju na glavnu štampanu ploču su upletene i provučene kroz feritnu perlu, radi dodatnog smanjenja dolaznog šuma i njegove emisije. Ostatak filterskog dela nalazi se na glavnoj štampanoj ploči. Čine ga dva sertifikovana Y kondenzatora u termoskupljajućem bužiru, dva sertifikovana X jedna poveća istofazna („common mode“) zavojnica od zelenog sinterovanog SiFe praha, jedna diferencijalna zavojnica sa sendust jezgrom (neuobičajeno i skupo), vezana na fazu (live), bužiran MOV (metal-oksidni varistor) solidnih dimenzija, i na kraju, jedan bužiran NTC termistor, koji je kroz relej vezan na fazu (live). Relej premošćava termistor nakon što on obavi svoju funkciju ograničavanja upadne struje („inrush current“), kako bi se povećala efikasnost (termistor ima potrošnju od desetak vati) i da bi se mogao ohladiti, kako bi bio spreman za sledeće uključivanje. Pritom, hladniji rad znači duži životni vek.

Nakon EMI filtera dolazi ispravljački (Grecov) most, i ovde su upotrebljena dva paralelna integrisana LiteOn GBJ1506 (15 A pri 100°C/600 V), montirana na ne tako mali sopstveni hladnjak. Metalizirani poliester-film kondenzator finih dimenzija je prisutan odmah iza ovog mosta, uklanjajući ili ograničavajući naponske „špiceve” koji nastaju njegovim radom.

U APFC delu prekidačke dužnosti vrše dva Infineon 6R125P MOSFET-a, uz ROHM SCS108AG silicijum-karbidnu šotki (Schottky) „boost“ diodu, svi zajedno pričvršćeni na sopstveni hladnjak. APFC zavojnica je namotana oko zaista masivnog Sendust jezgra. Primarni kondenzatori su Nippon Chemi-Con KMR serije, sa 390 uF kapaciteta (dakle ukupno 780 uF) i 420 V radnog napona. Kontrola rada APFC-a posao je ON Semi NCP1654 CCM (Constant Conduction Mode – režim neprekidnog provođenja) PFC kontrolera, koji se nalazi u nezavidnoj poziciji, na zasebnoj vertikalno postavljenoj štampanoj pločici, usendvičen između hladnjaka primara i APFC-a. Radna frekvencija je ~65 kHz.

Primar je izveden u full-bridge topologiji, uz LLC rezonantni blok, radi povećanja efikasnosti. Prekidački tranzistori su četiri Infineon 5R250P MOSFET-a, montirana na „mastan“ alu-hladnjak, sa oko 2 cm debljine u osnovi. Primarni transformator je povelik ERL-42 tip, što je i više nego dovoljno obzirom na topologiju primara (trafo ne skladišti energiju, i pritom sve radi na visokoj frekvenciji). LLC rezonantni tank sačinjavaju jedan manji EI-16 trafo, i jedan EP-22 trafo, sa manjom feritnom zavojnicom vezanom paralelno, verovatno kao balast. „C“ deo ove LLC postavke je jedan metalizirani film kondenzator (X2 tipa) od 0,06 uF. Kontroler primara je ChampionMicro CM6901, dual PWM, FM i kontroler sinhrone rektifikacije. Ovo ga ujedno čini i kontrolerom sekundara, pa je time logična i njegova lokacija – na zasebnoj uspravno postavljenoj štampanoj ploči, koja sadrži i 12 V MOSFET-e.

Za rad 5VSB primara zaslužno je Infineon ICE2QR4765 integrisano kolo, koje je istovremeno 5VSB kvazi-rezonantni PWM kontroler i primarni MOSFET, sposobno za minimalno 20 W pri 50°C. 5VSB transformator je EE-22 tipa. Primarni 5VSB kondenzator je Nippon Chemi-Con KY serije od 330 uF/25 V što je idealno rešenje za ovakvu funkciju jer 5VSB mora da radi dokle god je prekidač na napajanju u položaju „uključeno“, potencijalno znatnu količinu vremena radeći bez aktivnog hlađenja.

12 V napon nastaje sinhronom rektifikacijom, kroz četiri Infineon 027N04LS MOSFET-a, koji se nalaze na istoj vertikalnoj štampanoj ploči kao i CM6901, koji je ujedno zadužen za njihovu kontrolu. Ovi MOSFET-i se nalaze ispod kompleksnog dvodelnog hladnjaka. Jedan njegov deo je zalemljen za bakarne nosače debljine gotovo milimetar, čiji su krajevi ubačeni u proreze na glavnoj štampanoj ploči i tu ulemljeni i služe kako prenosu struje, tako i prenosu toplote, i na hladnjak, i na gl. štampanu ploču. Drugi deo hladnjaka je našrafljen odgore na prvi, a njihova dodirna površina je tretirana materijalom za bolje prijanjanje na bazi galijuma, koji je korozivan za aluminijum, i u malim količinama omogućava delimično difundovanje dva dela u kontaktu.

Ovo daje dosta bolje rezultate nego obična termalna pasta, ili još gore, silikonski termalni podložak. Sa donje strane, jedan od kraka prvog dela hladnjaka pravi direktan kontakt sa štampanom pločom, te je sa lemne strane gl. štampane ploče prisutan silikonski podložak za sprovođenje toplote do kućišta napajanja, te je i ono na taj način deo hladnjaka 12 V segmenta. Inovativno i efikasno!

5 V i 3,3 V grane nastaju DC-DC metodom (dakle putem kola za obaranje jednosmernog napona – „buck converter“). Kompletno kolo se nalazi na još jednoj zasebnoj vertikalnoj štampanoj ploči, koja ujedno sadrži i polovinu modularnih konektora (tačnije, sve one koje obezbeđuju 3,3 V i 5 V izvode kablovima). Primar za ove grane je 12 V sekundar, koji je doveden sa dva para masivnih žica (dve + i dve –), sačinjene od po dve spiralno umotane 14AWG žice. Obe naponske grane koriste zajednički kontroler, dvokanalni sinhroni buck-PWM Anpec APW7159. On upravlja sa po tri Renesas K0332 MOSFET-a za svaku granu. Interesantno, ovi MOSFET-i su prava retkost u napajanjima, obično se viđaju na matičnim pločama ili grafičkim kartama.

5VSB sekundarni ispravljač je Diodes Inc. SBR30A40CT šotki (Schottky) dioda, ušuškana u termoskupljajući gumeni bužir. S obzirom na to da je sposobna za 30 A pri 40 V, a treba da isporuči 3 A pri 5 V, nema potrebe da bude ikako hlađena – neće se ni smlačiti.

Na kraju, -12 V grana nastaje putem posebnog malog izvoda sa glavnog trafoa, a kao ispravljač je upotrebljena jedna neidentifikovana SMD dioda sa lemne strane glavne štampane ploče.

Kolo zaduženo za zaštite je Welltrend WT7527, sposoban da nadgleda dve 12 V grane i poseduje još jedan kanal opšte namene, pored uobičajenih 5 i 3,3 V. U pomoć mu priskače BCD AS393 dvojni naponski komparator. Oba se nalaze na još jednoj zasebnoj vertikalnoj štampanoj ploči. Cooler Master i Seasonic su izgleda baš rešili da u ovo kućište spakuju dva kvadratna metra štampe…

Filtriranje 12 V napona je, jednom rečju, brutalno. Prisutna su četiri pi-filtera (taman po jedan za svaki MOSFET), a svaki se sastoji od dva Nippon Chemi-Con (NCC) solid polimer kondenzatora PSC serije, od 330 uF/16 V, i jedne filter zavojnice sa cilindričnim feritnim jezgrom. Tri ovakva pi-filtera su zadužena za „peglanje“ napona koji se isporučuje direktno modularnim konektorima, dok četvrti „čisti“ izlazni napon koji dalje snabdeva DC-DC/modularnu štampanu ploču. Izlaz sa ovog pi-filtera i sa još dva koji vode ka donjim modularnim konektorima je dodatno „peglan“ pomoću još ukupno tri NCC KZE 2200 uF/16 V kondenzatora.

Filtracija 5 V grane je poverena paru NCC PSC 470 uF/16 V polimera i trojcu NCC PSE polimera od 560 uF/6,3 V. Za „čišćenje“ izlaza sa 3,3 V grane zadužen je jedan NCC PSC polimera od 470 uF/16 V i petorci NCC PSE 560 uF/6,3 V polimera. Zaista impozantno. Velike zavojnice sa Sendust jezgrima, koje su prisutne u blizini ovog plodnog polimerskog polja su zapravo regulacione zavojnice, i ne učestvuju u procesu filtracije.

Pi-filter sačinjen od jednog velikog NCC KZH 3900 uF/16 V, jednog nešto manjeg KZE 3300 uF/6,3 V i jedne zavojnice sa feritnim cilindričnim jezgrom filtriraju izlaz sa 5VSB grane. Neuobičajena količina ljubavi i pažnje posvećena je filtraciji -12 V napona, i ta dužnost je dodeljena pi-filteru koga čine dva 1000 uF/16 V NCC KY kondenzatora, u sprezi sa ferocilindričnom zavojnicom.

Vredno je pomena i prisustvo NTC termistora, bužiranog i na metalnom nosaču, kroz koji je ušrafljen na gornji deo 12 V hladnjaka. Zajedno sa njim dva NCC KY kondenzatora od 100 uF/25 V, nekoliko bipolarnih signalnih tranzistora i jedan CYStech Electronics N1053 NPN tranzistor čine sklop za kontrolu obrtaja ventilatora.

Naposletku, da se vratimo onoj gomili štampanih ploča i pločica. Sva štampa prisutna u ovom napajanju je dvoslojna, i veoma visokog kvaliteta izrade, FR-4 (vitroplast) tipa. Lemovi su kao nacrtani – što će reći, besprekorni. Dovoljno kalaja, nigde oksidacije, i pravilnog oblika. Tu i tamo ima malo tragova spiranja fluksa, ali da nema toga, pomislili bismo da se radi o nekakvoj maketi koja je individualno pravljena i doterivana samo za fotografisanje…

Kvalitet izrade i odabranih komponenata je izvanredan, zaista top klasa. Nema se šta više reći od toga. Hajde da vidimo kako to sve funkcioniše u praksi!