Zlatá cihla aneb tři serverové 1U zdroje v testu
Jeden ze čtenářů jménem Chewbacca mi nabídnul jako zajímavost k otestování tři malé serverové zdroje. Jelikož jeden z nich nabízí dokonce účinnost 80+ Gold, nebylo dlouho nad čím rozmýšlet…
Kapitoly článků
4. Měření 3Y YM-5201D
Testovací výbava
Detailněji byla testovací výbava popsána v pilotním článku, zde ji připomenu jen krátce pro rekapitulaci.
Zátěž zdrojů, verze 1.0b
Hlavním prvkem je zátěž, která nyní poskočila do verze 1.0b (viz obrázek). Mezi změny patří:
- přídavek ventilátorů Sanyo Denki (Sun Ace 92) 9G0912G104 (92 × 92 × 38 mm, 5000 ot./min., 186 m3/hod. každý)
- přídavek napájecích konektorů (2× peripheral molex, 1× 6pin PCIe)
- přídavek dvojice kondenzátorů na každou větev (vždy 0,1uF keramika a 22uF elektrolyt); to doporučuje Intel ve svých oficiálních materiálech pro výrobce zdrojů pro simulace zátěže základní deskou a následné přesnější měření zvlnění
- smontování konstrukce pro pohodlnější práci s tím vším
- zesílení výkonových vodivých cest o přídavný měděný drát (1,5 mm2) a/nebo značné množství pájky
Zátěž samotná sestává ze třinácti halogenových žárovek pro +12 V a rezistorů pro +3,3 V, +5 V a +5 V SB. Zátěž -12V větve zajišťuje přímo ventilátor Papst 4112 GXMS-061 (12 × 12 × 3,8 cm, cca 150 m3/hod.) na potenciálovém rozdílu -12 V a +5 V.
Dále měřicí přístroje:
- multimetr FK Technics FK8400 pro měření napětí a teploty; chyba +-0,5 % z naměřené hodnoty a +-2 digity (nejmenší jednotka na displeji, pro náš rozsah tak +-0,02 V)
- klešťový ampermetr UNI-T UT203 pro měření proudů; chyba +-2,5 % a +- 8 digitů (na intervalu 40 A tedy +- 0,08 A); pro zpřesnění se snažím vodiče smyčkou promotat vícekrát, dovolí-li to jejich délka a uspořádání
- wattmetr Voltcraft Energy Monitor 3000 pro měření příkonu; chyba +- 1 % +1 W
- osciloskop Rigol DS1062CA
Metodika a měření
Testovací metodika se nezměnila: samotné měření probíhalo vždy cca 20 minut na každou zátěž. Tu jsem nejprve nastavil a zhruba odměřil, dále odměřil hodnoty zvlnění. Mezitím se zdroj i zátěž zahřály na stabilní teploty, následovalo tak konečné přeměření napětí a proudu.
Pro jednoduchost nejprve výsledky shrnu do tabulky a pak je ještě rozeberu. Zeleně jsou označené hodnoty, které splňují normu ATX, červeně ty, které ji nesplňují. Minimem pro všechny zdroje je nulový výskyt červených hodnot (tolerovat můžeme ještě tak hodnoty zvlnění či napětí mimo specifikace při nulové zátěži, ale to by se u dobrého zdroje také stávat nemělo). Pokud zdroj nesplňuje normu ATX, neměl by být vůbec na trhu. Procentuální zátěž je jen orientační, důležité jsou pak hodnoty napětí a proudu, resp. vypočtená hodnota výstupního výkonu dle toho, jaké kroky mi zátěž dovolila.
Pro vytvoření jakéhosi přehledu účinností zvolím testování v několika zátěžových režimech, přibližně se kombinovaně rovnající 20 %, 40 %, 60 %, 80 % a 100 % výstupního výkonu. Dále (když to bude možné) také zkusím zdroje přetížit a zjistit, zda a jak funguje ochrana proti přetížení. Nemohou chybět i zátěže typu crossload, tedy zatížení jedné jediné větve a sledování, co budou provádět větve ostatní a zda zůstanou v mantinelech normy ATX (opět samozřejmě když to bude možné a bude to mít smysl). Jako doplněk pak tu a tam změřím chování naprázdno, zátěž větve +5 V SB apod.
Norma ATX samotná specifikuje řízení napětí v hodnotách +- 5 % nominálu pro pozitivní hodnoty a +-10 % pro negativní, tedy:
- 3,135-3,465 V
- 4,75-5,25 V
- 11,4-12,6 V
- -13,2 V až -10,8 V
Zvlnění a šum se pak musí vejít do 50 mV pro menší napětí a 120 mV pro vyšší napětí (peak to peak).
Měření kombinované zátěže
Jelikož všechny zdroje jsou krapet „kabelově nevybavené“, dostaly drobné zvýhodnění v podobě redukce na 24pin Main ATX a jednu molexovou rozdvojku (aby bylo k ventilátorům, pro zem osciloskopu a případně jeden molex do zátěže). U tohoto modelu větev -12 V zvládne příjemných 0,8 A, bylo tedy možné bez problémů měřit s kompletním chlazením.
| Zátěž | Zátěž/ napětí +5 V SB | Zátěž/ napětí +3,3 V | Zátěž/ napětí +5 V | Zátěž/ napětí +12 V | Zátěž/ napětí -12 V | Příkon | Účinnost/účiník | Teplota Vstup/výstup |
| 0 %/ 0 W | 0 A/ 4,99 V | 0 A/ 0 V | 0 A/ 0 V | 0 A/ 0 V | 0 A/ 0 V | 0,7 W | -/ 0,04 | -/ - |
| 16,1 %/ 32,27 W | 0 A/ 4,99 V | 1,45 A/ 3,37 V | 0,33 A/ 5,14 V | 1,79 A/ 12,21 V | 0,33 A/ -11,60 V | 45,1 W | 77,0 %/ 0,62 | 25 °C/ 29 °C |
| 20 %/ 41,35 W | 0,49 A/ 4,98 V | 1,50 A/ 3,36 V | 1,55 A/ 5,11 V | 1,78 A/ 12,28 V | 0,35 A/ -11,68 V | 53,7 W | 86,9 %/ 0,67 | 25 °C/ 30 °C |
| 40 %/ 83,36 W | 0,50 A/ 4,98 V | 2,90 A/ 3,37 V | 3,50 A/ 5,09 V | 4,00 A/ 12,29 V | 0,35 A/ -11,77 V | 100,4 W | 83,0 %/ 0,96 | 24 °C/ 30 °C |
| 60 %/ 127,62 W | 0,96 A/ 4,97 V | 4,34 A/ 3,37 V | 3,55 A/ 5,12 V | 7,04 A/ 12,22 V | 0,34 A/ -11,82 V | 160,4 W | 79,6 %/ 1 | 25 °C/ 32 °C |
| 80 %/ 160,17 W | 1,41 A/ 4,95 V | 5,99 A/ 3,37 V | 4,98 A/ 5,12 V | 8,49 A/ 12,20 V | 0,33 A/ -11,89 V | 197,1 W | 81,3 %/ 1 | 24 °C/ 32 °C |
| 100 %/ 194,14 W | 1,88 A/ 4,94 V | 7,49 A/ 3,37 V | 5,09 A/ 5,11 V | 10,63 A/ 12,20 V | 0,33 A/ -11,88 V | 234,0 W | 83,0 %/ 1 | 25 °C/ 34 °C |
Měření na kombinované zátěži je zcela v pořádku. Řízení napětí je slušné, na skupinovou regulaci, z části tomu možná dopomáhá celkově nízký výkon, ale stejně, nejhorší výkyv je u větve -12 V a to o 3,3 %. Každopádně je to nad očekávání, takže tu případně bude bodová ztráta…
Zvlnění
| Zátěž % | Zvlnění +5 V SB | Zvlnění +3,3 V | Zvlnění +5 V | Zvlnění +12 V | Zvlnění -12 V |
| 16,1 | 18,8 mV | 24,8 mV | 27,6 mV | 50,4 mV | 35,2 mV |
| 20 | 20,0 mV | 23,6 mV | 26,8 mV | 52,4 mV | 47,6 mV |
| 40 | 15,6 mV | 18,4 mV | 16,8 mV | 32,4 mV | 32,4 mV |
| 60 | 22,0 mV | 28,8 mV | 18,0 mV | 40,9 mV | 30,4 mV |
| 80 | 28,0 mV | 36,0 mV | 26,4 mV | 40,8 mV | 45,6 mV |
| 100 | 34,0 mV | 30,0 mV | 30,0 mV | 48,4 mV | 34,4 mV |
Po stránce zvlnění je to excelentní výsledek na tak starou topologii, samozřejmě ovšem nějaké mínusové body budou, maxima na nižších napětích přesahují 70 % povolené tolerance, u zdrojů v této cenové kategorii ovšem očekávám podstatně lepší výsledky.
Zvlnění při 16,1% zátěži
Zvlnění při 20% zátěži
Zvlnění při 40% zátěži
Zvlnění při 60% zátěži
Zvlnění při 80% zátěži
Zvlnění při 100% zátěži
Měření +5 V SB
| Odběr (W) | Zátěž (A) | Napětí (V)/ zvlnění (mV) | Příkon (W) | Účinnost/účiník |
| 0 | 0 | 4,99/6,4 | 0,7 | -/0,04 |
| 9,29 | 1,88 | 4,94/6,8 | 13,6 | 68,3 %/0,42 |
| 16,63 | 3,40 | 4,89/8,0 | 22,4 | 74,2 0/0,48 |
Plnou zátěž zvládla větev bez jakýchkoli obtíží, přetížit se mi ji podařilo na maximum zatěže jako nic. Zvlnění je naprosto famózní, velmi nízko nad šumem pozadí (kolem 3 mV). Jako obvykle za vyšší zvlnění v kombinované zátěží může zašumění vlivem ostatních větví.
Zvlnění +5 V SB, zleva: nulová zátěž; 1,88 A; 3,4 A
Crossloading, přetížení
| Zátěž | Zátěž/ napětí +5 V SB | Zátěž/ napětí +3,3 V | Zátěž/ napětí +5 V | Zátěž/ napětí +12 V | Zátěž/ napětí -12 V | Příkon | Účinnost/účiník | Teplota Vstup/výstup |
| 45 %/ 90,56 W | 0,50 A/ 4,98 V | 16,15 A/ 3,38 V | 1,60 A/ 5,09 V | 1,74 A/ 12,29 V | 0,34 A/ -11,63 V | 129,8 W | 69,8/ 0,97 | 24 °C/ 32 °C |
| 55 %/ 110,99 W | 0,56 A/ 4,98 V | 1,41 A/ 3,37 V | 16,00 A/ 4,89 V | 1,70 A/ 12,64 V | 0,31 A/ -12,01 V | 147,0 W | 75,5 %/ 0,99 | 25 °C/ 33 °C |
| 113 %/ 225,82 W | 3,15 A/ 4,90 V | 14,82 A/ 3,32 V | 10,49 A/ 4,13 V | 12,16 A/ 9,53 V | 0,20 A/ -9,89 V | 295,3 W | 76,5 %/ 1 | 26 °C/ 44 °C |
V crossloadingu jsou výsledky horší, při zátěži výhradně větve +5 V došlo k lehkému překročení maxima na větvi +12 V. Z tohoto důvodu zdroj sice o ždibítek, ale projít nemůže, odběr na ostatních větvích přítomen je (a ne zase tak malý), takže to je jednoznačně chyba v něm, smůla.
Že ochranu proti přetížení jednotlivých větví zdroj nemá jsem již zjistil při teoretickém rozboru (proto jsem samostatné větve ani nepřetěžoval), pořád ale nebyla vyloučena ochrana proti přetížení celkovému. Zdroj se statečně držel někam nad 350 W nominální zátěže. Napětí ale padalo dost rychle dolů kanálem, tudíž i odebíraný výkon klesal a u nějakých 9,5 V na větvi +12 V jsem se rozhodl toho nechat, protože by to vedlo jen k destrukci. Krapet jsem se lekl, když se zdroj při postupném vypínání zátěže najednou odmlčel, ale nejspíše se jen přehřál nebo něco takového, druhý den opět fungoval.
Praktickou zkouškou každopádně bylo zjištěno, že zdroj ochranu proti přetížení nemá vůbec. Co je snad ještě horší, ochrana proti podpětí buď vůbec nefunguje, nebo si zašla během měření na cigárko, jinak při zdravém rozumu nemůže nechat zdroj běžet s 9,5 namísto 12 V. Přitom se dalo i toto jakýmsi způsobem využít k ochraně proti přetížení. Za tohle by někdo u FSP měl dostat na budku…
Zvlnění
| Zátěž % | Zvlnění +5 V SB | Zvlnění +3,3 V | Zvlnění +5 V | Zvlnění +12 V | Zvlnění -12 V |
| 45 | 18,4 mV | 18,8 mV | 25,6 mV | 55,6 | 42,8 mV |
| 55 | 13,6 mV | 22,8 mV | 11,2 mV | 54,0 mV | 43,2 mV |
Zvlnění dopadlo velmi dobře, jako u kombinované zátěže, zde není co vytknout.
Zdroje:
předchozí kapitola
následující kapitola
Kapitoly článků
4. Měření 3Y YM-5201D
Pavel "Behemot" Boček
http://www.hwworld.cz/ bocek.pavel[@]post.cz
