Super Flower Amazon 650W

Unutrašnjost i tehnikalije

Otvaranjem napajanja odmah se zapaža masivan dizajn i velika štampana ploča, koja opravdava upotrebu dubljeg kućišta (180 mm). U prvi mah je bilo jasno da se platforma upotrebljena za Amazon vidno promenila u odnosu na onu kada se ova serija inicijalno pojavila. Delovalo je da se radi samo o drugačijem razmeštaju komponenata primara nego ranije (prve serije su topološki podsećale na tadašnje Seasonic S12 modele), međutim ispostavilo se da je razlika daleko značajnija od toga. Detalji nešto kasnije…

Pomenuli smo da ovo napajanje poseduje 80 Plus Bronze sertifikat, a detalje ovog sertifikata možete videti ovde (PDF). 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).

Prema proizvođačkoj deklaraciji, ovo napajanje je sposobno za do 54 A na 12 V (648 W, „single-rail“), dok su 3,3 V i 5 V grane sposobne za do 24 i 22 A respektivno, a ukupno do 110 W zajedno. 5VSB i -12 V su sposobne za standardnih 2,5 A i 0,5 A, respektivno. Zbirnih 650 W kontinualno za sve grane je na raspolaganju pri najviše 50°C ambijentalne temperature. Garancija važi na 24/7 upotrebu pri ovim uslovima.

Ovaj model može da radi na električnim mrežama sa ulaznim naponom 115-240 V pri frekvencijama od 50-60 Hz. Realni raspon je širi, što ćemo objasniti ispod.

Power Factor Correction (PFC) je, najprostije rečeno, metod maksimizacije iskorišćenja ulazne naizmenične struje. U slučaju krajnjeg korisnika, od ovoga koristi ima samo elektrodistribucija. SF Amazon koristi aktivni PFC. APFC podrazumeva upotrebu tzv. boost converter el. kola za automatsku korekciju fazne razlike između ulaznog napona i struje. Ono što je zgodna nuspojava ove tehnike je da napajanje može da radi sa kompletnim opsegom ulaznih napona i frekvencija struje. Pri „kompletnim opsegom“ podrazumevamo raspon ulaznih napona od 90 do 264 V, pri frekvencijama 47-63 Hz.

Prema navodima Super Flower-a, ovaj model poseduje sledeće zaštite: SCP (zaštita od kratkog spoja), OPP (zaštita od prevelike izlazne snage), OVP (zaštita od previsokog izlaznog napona) i UVP (zaštita od preniskog izlaznog napona). Ovo napajanje takođe poštuje ATX v2.2 i EPS 2.92 specifikacije.

Pređimo sada na pregled upotrebljenih komponenti:

Počnimo od ventilatora. Za hlađenje Amazona zadužen je 140 x 140 x 25 mm model proizvođača Hong Hua. Ovaj ventilator koristi varijantu HDB (Hydro Dynamic Bearing) ležaja sličnu onoj koju upotrebljava YoungLinTech, što nagoveštava tih i dugovečan rad. Po specifikaciji, ovaj model je u stanju da obezbedi maksimalno ~64 CFM (~30,2 L/s) i 1,55 mmH₂O pri maksimalnom broju obrtaja (~1500 rpm), a sve to prati buka od 30,1 dB(A). Na dnu ventilatora, uz ivicu najbližu zadnjem izduvnom grilu, za ventilator je pričvršćen plastični bloker/usmerivač. Njegova uloga je oblikovanje toka vazduha, kako bi se sprečilo nepoželjno odlaženje svežeg vazduha najkraćim putem – direktno kroz ventialciono saće sa zadnje strane. Zanimljivo je spomenuti da ovaj model ventilatora kompanija Silverstone koristi kao osnovu za svoje Air Penetrator AP141 modele.

Ulazni/EMI (elektromagnetne interferencije) filter je, tipično za Super Flower, skoro pa besprekoran. Na samoj utičnici ne nalazimo nikakve komponente, što postaje sve ređa praksa. Kompletan filterski deo smešten je na štampanoj ploči. Ovde nalazimo četiri manja sertifikovana Y kondenzatora, tri sertifikovana X, dve istofazne feritne prigušnice („gole“, ali uredno ulepljene u centru torusa) i neizbežni osigurač (koji nije u termoskupljajućoj gumi). Nakon ispravljačkog mosta struja nailazi na zaista ogroman NTC termistor, „obučen“ u termoskupljajuću gumu (ovo smanjuje „upadnu struju“ pri uključenju napajanja). MOV (metal-oksidni varistor) je i ovde izostao, jer je, prema tvrdnjama Super Flower-a, u APFC napajanjima on suvišan.

Nakon EMI filtera dolazi ispravljački (Grecov) most, a ovde je ta dužnost poverena integrisanom mostu GBU1006 (10A @ 100°C/600V) montiranom na hladnjak APFC-a i primara.

U APFC delu imamo Infineon IPW50R140CP MOSFET, uz PowerIntegrations LQA05TC600 „boost“ Schottky silicijum-karbidnu diodu, koja je pričvršćena na hladnjak primara/APFC-a. APFC zavojnica je prilično velika i uredno motana, ali bilo bi dobro da je ozbiljnije ulepljena, radi smanjenja potencijalnih vibracija. Odmah do nje nalazi se kontroler APFC-a – ON Semi NCP1653A. Ovaj kontroler, inače zalemljen na zasebnu vertikalnu štampanu ploču i električno oklopljen bakarnom folijom uvijenom u izolacionu traku, je osmišljen da radi u CCM PFC (constant conduction mode – režim neprekidnog provođenja) modu. Time je omogućeno smanjenje električnog šuma na izlazu sa APFC dela, kao i tzv. „soft-start“, odnosno optimizacija trenutka uključenja tranzistora, tako da gubitak efikasnosti bude minimalan. Ovo takođe objašnjava veličinu APFC zavojnice, koja u CCM režimu mora da skladišti duplo više energije u svoje jezgro nego kod „običnog“ APFC-a.

Glavni ulazni kondenzator je CapXon HP serije (2000 h pri 105°C) kapaciteta 470 uF i radnog napona 420 V, i sasvim je adekvatan, i pored nešto zahtevnijeg CCM APFC-a. Prekidački tranzistori primara su dva izuzetno kvalitetna Toshiba K15A50D MOSFET-a. Pomislili smo da su vezani u široko korišćenu, i za 80plus Bronze i nižu efikasnost tipičnu „two-transistor forward“ (odnosno „double-forward“) topologiju, ali nešto naprosto nije štimalo… U oči „upadaju“ tri transformatora između primara i sekundara. Pored velikog, glavnog trafoa ERL-39 tipa, principijelno adekvatnog za 650W snage, nalaze se još dva trafoa EEL-19 tipa. Očigledno, jedan od njih je dodeljen 5VSB (stand-by) dužnostima, ali drugi?

Neverovatno je da se u ovakvom napajanju (skupljem od 20€) koristi 1:1 izolacioni trafo za potrebe povratne sprege do kontrolera primara, tim pre što je EEL-19 trafo skuplji od par optokaplera (integrisanih izolacionih pojačivača sa optičkom spregom), a nije ni po čemu bolji u toj primeni. Takođe su se „sumnjivim“ učinila dva „stacked“ (složena jedan na drugi) metalizirani-polipropilen kondenzatora, plus tu je i karakteristični bajpas aksijalni X-kondenzator vezan paralelno sa glavnim filter kondenzatorom… Brzim pregledom donje strane štampane ploče uočavamo dva optokaplera koja vode ka vertikalnoj štampanoj ploči pored hladnjaka sekundara – na njoj sa jedne nalazimo Super Flower-ov interno razvijeni kontroler, SF29601 (podaci nisu javno dostupni), i On Semi LM324A četvorostruki integrisani op-amp (operacioni pojačivač) sa druge. Ovim je i definitivno i nedvosmisleno potvrđeno: Super Flower Amazon 650W koristi moderni LLC-rezonantni ispravljački polumost kao svoj primar!

Ovo je zaista neočekivano, premda nam je sad znatno svarljivija cena ovog napajanja. LLC HB topologiju prevashodno nalazimo u 80plus Gold napajanjima više klase, a ono što celu situaciju čini još više nesvakidašnjom je izvedba sekundara. Inženjeri Super Flower-a su se odlučili za dual mag-amp (amplistat – magnetni pojačivač) generisanje 3,3 V i 5 V grana, i pasivnu regulaciju 12 V (čiji napon i električni šum zavise direktno od funkcionisanja primara). Ovo u praksi znači nezavisnu regulaciju svih naponskih grana, što je važno u crossload situacijama (kada su naponske grane neizbalansirano opterećene).

Da konkretizujemo, za ispravljanje 12 V napona zaduženi su dva PFC-Devices PFR40V45CT MOS Schottky ispravljača, a regulaciju vrši crna sendust zavojnica, i vezani su za jedan od izvoda sa glavnog trafoa. Sa drugog izvoda glavnog trafoa paralelno vode po jedan par bužiranih SiFe sinterovanih zavojnica za kontrolu amplitude i širine dolaznih pulseva, za 3,3 V i 5 V, nakon kojih imamo po dva paralelna MOSPEC S20C40C Schottky ispravljača za svaku od tih naponskih grana. Konačnu regulaciju vrše po jedna zelena sendust zavojnica. 5VSB primar čine ICE3B0565 PWM kontroler + MOSFET kombinovano integrisano kolo, EEL-19 trafo i dva CapXon KM kondenzatora 10 i 68 uF kapaciteta, radnog napona 50 V.

Filtriranje izlaznih napona svih grana vrše elektrolitski kondenzatori CapXon GF serije. Ovim izborom nismo baš oduševljeni, jer su se ti kondenzatori relativno loše pokazali u dosadašnjoj upotrebi. Doduše, s obzirom na kvalitetan ventilator, i na to da se konenzatori nalaze na direktnoj struji vazduha (dakle adekvatno su hlađeni), trebalo bi da dugovečnost ovog napajanja ne bude pod znakom pitanja.

12 V granu filtrira jedan 3300 uF/16 V kondenzator i jedan pi-filter sačinjen od još dva takva kondenzatora i cilindrične feritne zavojnice. Za 5 V granu su zaduženi jedan 3300 uF/16 V kondenzator, i pi-filter koga čine jedan 3300 uF/10 V i jedan 3300 uF/16 V, zajedno sa cilindričnom filter zavojnicom. Na kraju, 3,3 V granu filtriraju jedan 3300 uF/10 V kondenzator i pi-filter sačinjen od dva 2200 uF/10 V kondenzatora i cilindrične zavojnice.

Ispravljač za 5VSB sekundar je aksijalna SB560 Schottky ispravljačka dioda i pi-filter sačinjen od jedne cilindrične feritne zavojnice i dva kondenzatora, jedan Su’scon SG serije, od 2200 uF/16 V i jednog CapXon GF serije, 1000 uF/16 V. Su’scon je tu zbog nepovoljnog položaja, blizine ispravljačke diode i trafoa 5VSB kao i blizine hladnjaka sekundara, čime se on vrlo efektivno „kuva“. Kako po specifikaciji ima duži život i bolju toleranciju na visoke radne temperature, bio je logičan izbor (mada bismo mi radije upotrebili neki respektabilan japanski kondenzator). Pomenimo još da je ispravljačka funkcija za -12 V granu dodeljena paru SMD dioda na donjoj strani glavne štampane ploče. Nažalost, na njima nisu naštampane oznake, te je nemoguće sa sigurnošću tvrditi koji je model u pitanju. Filtriranje ove grane vrši mali pi-filter, koga čine dva CapXon KM od 220 uF/16 V i jedan GF od 1000 uF/16 V, što je sasvim adekvatno, naročito imajući u vidu znatno širim tolerancijama za -12 V (+/- 10% regulacija) koja je pritom vrlo retko u upotrebi.

Klasičan kontroler sekundara zapravo ne postoji (jer se vrši pasivna regulacija sa aktivno regulisanog primara) dok je kolo zaduženo za zaštite SF29601. U ovoj dužnosti mu u pomoć priskače LM324, čija četiri pojačivačka kanala dostavljaju signale potrebne za OVP i UVP funkcije za 12 V, 5 V i 3,3 V, dok se SCP oslanja na UVP zaštitu (jer pri kratkom spoju zbog naglog skoka jačine struje istovremeno pada izlazni napon). Četvrti izvod sa LM324 obezbeđuje OPP zaštitu. Interesantno je pomenuti da je kontrola ventilatora izvedena preko termistora pričvršćenog na hladnjak sekundara i BJT tranzistora, na čiju je bazu vezan izlaz sa termistora, između kolektora i emitera zener dioda, a + izvod ventilatora na kolektor.

Kvalitet lemljenja je nešto ispod proseka (ali i dalje bez ozbiljnih funkcionalnih propusta). Primetili smo da su lemovi na sekundarnom delu, posebno oko filter sekcije, nešto slabiji, te je zbog toga upotrebljeno dosta lepka na komponentama koje sekundar sačinjavaju, kako bi se sprečilo da se nešto eventualno raskači u transportu.

Kvalitet izrade i komponenata je nešto ispod proseka za cenovnu klasu kojoj ovo napajanje pripada. Dobar ventilator dugog očekivanog životnog veka i Bronze efikasnost su na strani tihog rada, ali upotrebljeni hladnjaci su mogli (morali?) biti veći. EMI filteru, standardno za SF, nedostaje MOV, no izuzev toga je kompletan. Infineon i MOSPEC poluprovodnici su odličan izbor, a PFC-Devices ultrafast Schottky ispravljači su osvežavajuća promena u odnosu na uobičajeno. Štampana ploča je u principu adekvatna, zavojnice su dobro izrađene i trafoi su dobro odmereni. Upotrebljeni CapXon elektroliti su na lošem glasu, ali smatramo ih dovoljnim u ovoj situaciji (dobro hlađenje), iako su stepenicu ispod kvalitetnijih tajvanskih elektrolita (Teapo, Taicon) a barem dve stepenice ispod „punokrvnih“ japanskih kondenzatora. Prijatno iznenađenje je LLC rezonantni primar, koji ipak malo popravlja utisak.

Sve u svemu, u ovom cenovnom rangu je moguće pronaći i nešto kvalitetnije komponente, i malo kvalitetniju izradu same elektronike (štampa, lemljenje itd), te imajući u vidu nemodularnost, ovom modelu su potrebne zaista dobre performanse kako bi cena bila opravdana.

Stoga, hajde da vidimo kako se Amazon pokazao u praksi!