Обзор блока питания Thermaltake Toughpower GF A3 Gold 1200W

Блоки питания с высокой мощностью (от 1000 Вт) часто покупаются для выполнения специфических задач, таких как использование в специализированных тестовых системах или для высоконагруженных компьютеров, предназначенных для рендеринга, расчетов и разгона. Иногда такие блоки питания покупаются просто для создания запаса мощности для существующей системы или с учетом будущего апгрейда. Рынок предлагает широкий выбор таких решений, и выбор подходящей модели может быть непростым заданием, учитывая различия в цене и потребительских характеристиках.

Сегодня мы рассмотрим один из таких продуктов от компании Thermaltake: Toughpower GF A3 Gold 1200W. Этот блок питания имеет сертификат 80Plus Gold, что указывает на высокую энергоэффективность. Несмотря на свою огромную мощность, более киловатта, этот блок питания можно отнести к среднему ценовому сегменту. На момент написания обзора его стоимость в российских магазинах начиналась от 18 тысяч рублей.

Блок питания имеет два режима работы системы охлаждения: гибридный и обычный. В гибридном режиме вентилятор может не вращаться при определенных условиях, в то время как в обычном режиме он работает постоянно. Переключение между режимами осуществляется двухпозиционной клавишей на внешней панели корпуса блока питания (позиция «On» соответствует гибридному режиму).

Длина корпуса блока питания составляет около 140 мм, а для установки требуется дополнительно примерно 15-20 мм для подвода проводов. Поэтому при монтаже стоит учитывать общий установочный размер порядка 160 мм. Для блоков питания данной мощности такие размеры можно считать достаточно компактными.

Упаковка изготовлена из прочного картона с матовой отделкой и иллюстрацией блока питания на лицевой стороне. Основными цветами оформления являются черный и серый.

Вся необходимая информация указана на корпусе блока питания. Мощность шины +12VDC составляет 1200 Вт, что составляет 100% от общей мощности, что является отличным результатом.

Все без исключения провода являются модульными, то есть их можно снять, оставив лишь те, которые необходимы для конкретной системы.

Длина проводов вполне достаточна для удобного использования в корпусах типоразмера full tower и более габаритных с верхним расположением блока питания. Даже в корпусах высотой до 55 см с нижнерасположенным блоком питания длина проводов должна быть достаточной, особенно до разъемов питания процессора — по 65 см. Подключить все четыре шнура с разъемами PCIe 2.0 возможно, но только если подключен только один из двух шнуров с разъемами питания процессора. В некоторых комплектах современных блоков питания идет удобный шнур-переходник с разъема PCIe 5.0 на два разъема PCIe 2.0 или наоборот, позволяющий выбрать, какие разъемы для подключения видеокарт использовать. В данном случае такой возможности выбора нет. Все разъемы SATA Power угловые, что не всегда удобно для подключения накопителей, размещаемых с тыльной стороны основания для системной платы. Наиболее удобными оказываются шнуры с 1-2 разъемами питания с прямым штекером для подключения устройств в местах со сложным доступом. Использование ленточных проводов до разъема 12VHPWR упрощает эксплуатацию блока питания, поскольку они менее подвержены накоплению пыли в сравнении со стандартными шнурами в нейлоновой оплетке.

Блок питания оборудован активным корректором коэффициента мощности и имеет широкий диапазон входного напряжения от 100 до 240 вольт. Это обеспечивает стабильную работу даже при пониженном напряжении в электросети ниже нормы.

Конструкция блока питания соответствует современным тенденциям: он включает активный корректор коэффициента мощности, синхронный выпрямитель для канала +12VDC и независимые импульсные преобразователи постоянного тока для линий +3.3VDC и +5VDC.

На одном радиаторе сосредоточены полупроводниковые элементы высоковольтных цепей, включая входной выпрямитель. Синхронный выпрямитель размещен на оборотной стороне основной печатной платы.

На дочерней печатной плате размещены независимые источники +3.3VDC и 5VDC, характеризующиеся отсутствием дополнительных теплоотводов — это типично для блоков питания с активным охлаждением.

В блоке питания установлены высококачественные высоковольтные конденсаторы от Nippon Chemi-Con. Низковольтные конденсаторы представлены продукцией под торговой маркой Capxon. Кроме того, в устройстве присутствует значительное количество полимерных конденсаторов.

В блоке питания используется вентилятор модели HA1225H12F-Z (2200 об/мин), оснащенный гидродинамическим подшипником, что обеспечивает длительный срок службы. Этот вентилятор произведен компанией Dongguan Honghua Electronic Technology. Подключение осуществляется через двухпроводный разъем.

Далее мы переходим к инструментальному исследованию электрических характеристик источника питания при помощи многофункционального стенда и другого оборудования.

Величина отклонения выходных напряжений от номинала кодируется цветом следующим образом:

Первым этапом испытаний является эксплуатация блока питания на максимальной мощности продолжительное время. Такой тест с уверенностью позволяет удостовериться в работоспособности БП.

Далее в тестировании проводится построение кросснагрузочной характеристики (КНХ) и её отображение на четвертьплоскости. Оси ординат и абсцисс ограничены максимальной мощностью по шине 3,3&5 В и 12 В соответственно. В каждой точке на графике отмечается значение напряжения, отклонение от номинального значения обозначается цветовым маркером.

Анализ кросснагрузочной характеристики (КНХ) позволяет определить уровень нагрузки, при котором значения напряжения остаются в пределах допустимых отклонений. В данном случае отклонения от номинальных значений напряжения по каналу +12VDC не превышают 1% при любой нагрузке, что является отличным показателем. При типичном распределении мощности по каналам отклонения от номинала также не превышают 1% по каналу +3.3VDC, 1% по каналу +5VDC и 1% по каналу +12VDC.

Этот блок питания подходит для современных мощных систем благодаря высокой нагрузочной способности канала +12VDC.

Целью следующего теста является определение максимальной мощности, которую можно подать через соответствующие разъемы при допустимом отклонении напряжения на уровне 3 или 5 процентов от номинала.

В случае видеокарты с единственным разъемом питания максимальная мощность по каналу +12VDC составляет не менее 150 Вт при отклонении в пределах 3%.

В случае видеокарты с двумя разъемами питания при использовании одного шнура питания максимальная мощность по каналу +12VDC составляет не менее 250 Вт при отклонении в пределах 3%.

В случае видеокарты с двумя разъемами питания при использовании двух шнуров питания максимальная мощность по каналу +12VDC составляет не менее 350 Вт при отклонении в пределах 3%, что позволяет использовать очень мощные видеокарты.

При нагрузке через три разъема PCIe 2.0 максимальная мощность по каналу +12VDC составляет не менее 640 Вт при отклонении в пределах 3%.

При нагрузке через разъем питания процессора максимальная мощность по каналу +12VDC составляет не менее 230 Вт при отклонении в пределах 3%. Этого вполне достаточно для типовых систем, у которых на системной плате есть только один разъем для питания процессора.

При нагрузке через два разъема питания процессора максимальная мощность по каналу +12VDC составляет около 500 Вт при отклонении в пределах 3%.

В случае системной платы максимальная мощность по каналу +12VDC составляет не менее 150 Вт при отклонении 3%. Так как сама плата потребляет по данному каналу в пределах 10 Вт, высокая мощность может потребоваться для питания карт расширения — например, для видеокарт без дополнительного разъема питания, которые обычно имеют потребление в пределах 75 Вт (правда, маловероятно, что кто-то будет их использовать с таким блоком питания).

При оценке эффективности компьютерного блока питания мы можем выбрать из двух подходов. Первый подход заключается в оценке блока питания как самостоятельного преобразователя электрической энергии, с последующей попыткой минимизировать сопротивление линии передачи энергии от блока питания к нагрузке. Для этого блок питания обычно подключается всеми имеющимися разъемами, что создает неравные условия для различных блоков питания из-за разных наборов разъемов и количества проводов. Однако такой подход оказывается малоприменимым в реальных условиях, где блок питания подключается ограниченным количеством разъемов, а не всеми одновременно. Поэтому более логичным представляется определение эффективности блока питания не только на фиксированных значениях мощности, но и с учетом фиксированного набора разъемов для каждого значения мощности.

Второй подход заключается в представлении эффективности блока питания в виде значения КПД (коэффициента полезного действия). КПД определяется соотношением мощностей на выходе и на входе блока питания, что показывает эффективность преобразования электрической энергии. Однако для обычного пользователя этот параметр может быть непонятен, хотя более высокий КПД обычно свидетельствует о более высокой экономичности блока питания. Тем не менее, КПД не оказывает заметного влияния на функционирование системного блока и часто используется в маркетинговых целях.

Иногда бывает полезно оценить экономичность блока питания с использованием абсолютных значений потребляемой мощности и рассеиваемой мощности. Это позволяет оценить реальную разницу в потреблении электроэнергии различными моделями блоков питания и рассчитать экономическую выгоду от выбора определенной модели. Для этого рассчитывается рассеиваемая мощность (разница между значениями на входе и выходе блока питания), а также потребление энергии блоком питания за определенный период времени при работе с постоянной нагрузкой.

Таким образом, оценка экономичности блока питания может быть осуществлена с учетом рассеиваемой мощности и потребления электроэнергии, что позволяет сделать выводы об экономической целесообразности выбора конкретной модели.

Полученные результаты выглядят следующим образом:

Данная модель имеет относительно высокую экономичность в старших протестированных режимах, с повышенной мощностью, а вот при малой нагрузке этот БП, наоборот, один из худших в своей группе. Тут надо оговориться, что мы выделили в группу только источники питания с мощностью от киловатта, а при сравнении с условными бюджетными 300-ваттными БП результат был бы иным.

По суммарной экономичности на низкой и средней мощности данная модель занимает предпоследнее место в нашем списке БП мощностью от 1 кВт на момент тестирования.

В данном случае мы также приводим и измерения традиционного КПД. Результаты регистрировались при постоянной нагрузке на каналы +3.3VDC (5 Вт) и +5VDC (15 Вт) и изменяемой мощности по каналу +12VDC.

Мы провели измерения параметров блока питания в 10 точках. В результате мы получили максимальное значение КПД, равное 93,7%, при выходной мощности 400 Вт. Максимальная рассеиваемая мощность составила 103 Вт при выходной мощности 1000 Вт, что является небольшим значением для блока питания такой мощности.

Все основные испытания проводились при постоянной работе вентилятора. В этом режиме тепловая нагрузка на конденсаторы оставалась на низком уровне. Однако при максимальной мощности тепловая нагрузка становилась довольно высокой, но приемлемой.

Мы также исследовали работу блока питания в гибридном режиме охлаждения. В результате было отмечено, что вентилятор включается как при достижении определенной температуры (примерно 43 градуса), так и при достижении выходной мощности около 290 ватт. Отключение вентилятора происходит лишь при снижении температуры до определенного уровня (примерно 38 градусов). Однако эти значения не всегда идеальны: при мощности от 50 до 290 Вт наблюдаются частые циклы включения/выключения вентилятора, что негативно сказывается на шуме устройства. Вентилятор также производит заметный шум во время работы.

Следует также учитывать, что при работе с выключенным вентилятором температура внутренних компонентов БП сильно зависит от окружающей температуры воздуха. При установке около 40-45 градусов Цельсия это может привести к более раннему включению вентилятора.

При проведении измерений уровня шума блоков питания мы использовали следующую методику. Блок питания был размещен на ровной поверхности с вентилятором сверху. На расстоянии 0,35 метра от него был установлен измерительный микрофон шумомера Октава 110А-Эко для измерения уровня шума. Нагрузка на блок питания осуществлялась с помощью специального стенда с бесшумным режимом работы. В течение 20 минут блок питания эксплуатировался на постоянной мощности, после чего производился замер уровня шума.

Этот метод позволяет оценить уровень шума блока питания в условиях, максимально приближенных к настольному размещению системного блока с установленным блоком питания. Увеличение расстояния до источника шума и наличие дополнительных преград, хорошо отражающих звук, также способствуют снижению уровня шума в контрольной точке, что улучшает акустическую эргономику в целом.

При работе с постоянно вращающимся вентилятором на мощности от 50 до 1000 Вт уровень шума остается практически неизменным и составляет около 44 дБА на расстоянии 0,35 метра. На максимальной мощности он возрастает до 55 дБА.

Такой режим работы встречается крайне редко у бытовых источников питания и чаще всего является следствием переделки мощных серверных блоков питания. Однако высокий уровень шума, как в данном случае, создает некомфортную обстановку при работе с типичными домашними и офисными компьютерами. Этот уровень шума может быть приемлемым только в условиях высокой нагрузки, например, во время игры при использовании наушников.

Оценка уровня шума электроники блока питания проводится путем измерения разницы между уровнями шума с включенным и выключенным блоком. Разница в пределах 5 дБА обычно не указывает на дефекты, тогда как разница более 10 дБА может свидетельствовать о наличии определенных проблем. Измерения проводятся на расстоянии около 40 мм от верхней плоскости блока питания, что обеспечивает наиболее точные результаты.

В режиме ожидания шум электроники почти полностью отсутствует.

К шуму электроники особых претензий нет, хотя он мог бы быть и пониже.

Потребительская оценка Thermaltake Toughpower GF A3 Gold 1200W снижена из-за высокого уровня шума в стандартном режиме с постоянно вращающимся вентилятором, а также из-за неудачной реализации гибридного режима. В последнем шум остается примерно таким же, а акустическая эргономика страдает из-за постоянных циклов старта/остановки вентилятора. Эти факторы делают использование этой модели блока питания невозможным в помещениях, где шум является проблемой, так как работа за компьютером с таким источником шума будет крайне неудобной.

С технической точки зрения, Thermaltake Toughpower GF A3 Gold 1200W является качественным и дорогим продуктом. Он хорошо подходит для использования в мощных системах, включая те, которые оснащены несколькими видеокартами. Технические характеристики этой модели находятся на высоком уровне благодаря высокой нагрузочной способности канала +12VDC, высокой эффективности и вентиляторе на гидродинамическом подшипнике. Можно ожидать долгий срок службы этой модели даже при интенсивном использовании и высоких нагрузках. Однако все эти преимущества с точки зрения конечного пользователя уменьшаются из-за постоянного высокого уровня шума, который иногда усугубляется постоянными остановками и запусками вентилятора.