Обзор блока питания Thermaltake Toughpower PF3 1200W

Блоки питания особо высокой мощности (от 1000 Вт) приобретаются обычно для специфических задач — специализированных тестовых систем, высоконагруженных компьютеров для рендеринга, расчетов, а также для разгона. Иногда такие источники питания покупают, чтобы создать ощутимый запас по мощности для существующей системы или с расчетом на будущий апгрейд. Стоимость подобных решений может значительно варьироваться, что ставит покупателя перед непростой задачей выбора модели с оптимальным соотношением цены и качества. Сегодня мы рассмотрим одно из доступных решений на рынке.

На этот раз к нам на тестирование попал топовый продукт компании Thermaltake: Toughpower PF3 1200W. Это блок питания с сертификатом 80Plus Platinum, что делает его дорогой моделью даже в сегменте БП с мощностью более киловатта. На момент публикации обзора его розничная стоимость начиналась от $230.

Система охлаждения Thermaltake Toughpower PF3 1200W поддерживает два режима работы: гибридный, при котором вентилятор при определенных условиях не вращается, и обычный — с постоянно работающим вентилятором. Переключение между режимами осуществляется с помощью двухпозиционной клавиши на внешней панели корпуса блока питания (позиция On соответствует гибридному режиму).

Корпус блока питания имеет длину около 140 мм. Дополнительно понадобится 15-20 мм для подключения проводов, поэтому при установке стоит учитывать общий размер около 160 мм. Для блоков питания такой мощности эти габариты можно считать максимально компактными.

Упаковка выполнена из прочного картона с матовой полиграфией и изображением самого блока питания. В дизайне доминируют черные и серые оттенки.

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

1. Шнур до основного разъема АТХ — 60 см.
2. Два шнура до процессорного разъема 8 pin SSI — 67 см.
3. Шнур до разъема питания видеокарты PCIe 2.0 VGA Power Connector — 52 см.
4. Два шнура до первого разъема питания видеокарты PCIe 2.0 VGA Power Connector — 50 см, плюс еще 15 см до второго такого же разъема.
5. Шнур до разъема питания видеокарты PCIe 5.0 VGA Power Connector (12VHPWR) — 60 см.
6. Три шнура до первого разъема SATA Power Connector — 50 см, плюс 15 см до второго, еще 15 см до третьего и еще 15 см до четвертого такого же разъема.
7. Два шнура до первого разъема Peripheral Connector («молекс») — 50 см, плюс 15 см до второго, еще 15 см до третьего и еще 15 см до четвертого такого же разъема.
8. Переходник питания с разъема Peripheral Connector («молекс») на разъем питания FDD — 15 см.

Длина проводов обеспечивает комфортное использование в корпусах формата full tower и более крупных с верхним расположением блока питания. В корпусах высотой до 55 см с нижним расположением блока питания длина проводов также должна быть достаточной: до разъемов питания процессора — по 67 см. Таким образом, проблем с большинством современных корпусов быть не должно.

В комплекте некоторых современных блоков питания идет удобный шнур-переходник с разъема PCIe 5.0 на два разъема PCIe 2.0. В данном случае такого шнура в комплекте нет.

Все разъемы SATA Power, за исключением крайних на каждом шнуре, угловые, что неудобно для накопителей, размещаемых с тыльной стороны основания для системной платы. Также хотелось бы видеть в комплекте шнуры с 1-2 разъемами питания с прямым штекером для подключения устройств в местах со сложным доступом.

Положительно отмечается использование ленточных проводов. Лишь до разъема 12VHPWR используется стандартный шнур в нейлоновой оплетке, которая менее удобна в эксплуатации, так как хорошо собирает пыль, но плохо очищается от нее.

Блок питания оснащен активным корректором коэффициента мощности и поддерживает широкий диапазон питающих напряжений от 100 до 240 вольт, что обеспечивает устойчивость к пониженному напряжению в электросети.

Конструкция блока питания соответствует современным стандартам: он оснащен активным корректором коэффициента мощности, синхронным выпрямителем для канала +12VDC и независимыми импульсными преобразователями постоянного тока для линий +3.3VDC и +5VDC.

Полупроводниковые элементы высоковольтных цепей расположены на двух радиаторах, а входной выпрямитель установлен на отдельном теплоотводе. Элементы синхронного выпрямителя размещены с лицевой стороны основной печатной платы под массивным радиатором.

Независимые источники +3.3VDC и +5VDC установлены на дочерней печатной плате и не имеют дополнительных теплоотводов, что типично для блоков питания с активным охлаждением.

В блоке питания используются высоковольтные конденсаторы Nichicon и низковольтные конденсаторы под торговой маркой Nippon Chemi-Con. Также установлено большое количество полимерных конденсаторов.

В блоке питания установлен вентилятор на гидродинамическом подшипнике, что гарантирует очень долгий срок службы. Вентилятор брендирован как Thermaltake, его оригинальная модель — BDK 12025MS, изготовлена компанией Shenzhen Baodikai Tech. Подключение вентилятора выполнено двухпроводным, через разъем.

Далее переходим к инструментальному исследованию электрических характеристик блока питания с использованием многофункционального стенда и другого оборудования.

Величина отклонения выходных напряжений от номинала кодируется цветом следующим образом:

На первом этапе испытаний блок питания работает на максимальной мощности в течение продолжительного времени. Этот тест позволяет уверенно проверить его работоспособность.

На следующем этапе тестирования строится кросснагрузочная характеристика (КНХ), отображаемая на графике, где по оси ординат указана максимальная мощность для шин 3,3 В и 5 В, а по оси абсцисс — для шины 12 В. В каждой точке графика измеренное напряжение обозначается цветным маркером в зависимости от отклонения от номинального значения.

Кросснагрузочная характеристика (КНХ) позволяет определить допустимый уровень нагрузки, особенно для канала +12VDC, у тестируемого блока питания. В данном случае отклонения напряжения по каналу +12VDC не превышают 1% во всем диапазоне мощности, что является отличным результатом. При типичном распределении нагрузки отклонения не превышают 1% по всем трем каналам — +3.3VDC, +5VDC и +12VDC. Эта модель блока питания отлично подходит для мощных современных систем благодаря высокой нагрузочной способности канала +12VDC.

Следующий тест предназначен для определения максимальной мощности, которую можно подать через разъемы блока питания, при допустимом отклонении напряжения в пределах 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%.

Для видеокарты с двумя разъемами питания максимальная мощность по каналу +12VDC достигает не менее 350 Вт при отклонении напряжения в пределах 3%. Это позволяет использовать очень мощные видеокарты.

При нагрузке через четыре разъема PCIe 2.0 максимальная мощность по каналу +12VDC составляет не менее 650 Вт при отклонении в пределах 3%.

При подключении разъема питания процессора максимальная мощность по каналу +12VDC составляет не менее 250 Вт при отклонении в пределах 3%. Это достаточно для большинства систем с одним разъемом питания процессора на материнской плате.

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

Для системной платы максимальная мощность по каналу +12VDC составляет не менее 150 Вт при отклонении 3%. Поскольку сама плата потребляет около 10 Вт по этому каналу, оставшийся запас мощности может быть использован для питания карт расширения, таких как видеокарты без дополнительного питания, которые обычно потребляют до 75 Вт. Однако, учитывая мощность блока питания, такой сценарий маловероятен.

Оценка эффективности компьютерного блока питания может осуществляться двумя основными способами. Первый метод включает анализ блока питания как отдельного преобразователя энергии, где основное внимание уделяется минимизации сопротивления линии передачи энергии от блока питания к нагрузке. В этом случае блок питания подключается всеми имеющимися разъемами, что создает неравные условия для разных моделей, так как количество и тип разъемов могут различаться, даже у блоков питания одинаковой мощности. Хотя такие результаты корректны для каждого блока питания в отдельности, они менее применимы к реальным условиям, где блок питания подключается ограниченным количеством разъемов.

Другим подходом является оценка эффективности блока питания на основе фиксированных значений мощности и определенного набора разъемов. Это позволяет более объективно сравнить экономичность различных моделей в одинаковых условиях, учитывая распределение мощности по каналам и реальные условия эксплуатации.

Коэффициент полезного действия (КПД) блока питания представляет собой традиционный параметр, показывающий соотношение мощностей на выходе и на входе блока питания. Хотя высокий КПД может свидетельствовать о лучшем качестве и экономичности, он не оказывает заметного влияния на производительность, шум или температуру системного блока. КПД часто используется в маркетинге, особенно в сочетании с сертификатами, такими как 80Plus, но для практического пользователя его значение ограничено.

Для объективной оценки экономичности блока питания полезнее рассматривать абсолютные значения, такие как рассеиваемая мощность (разница между входной и выходной мощностью) и потребление энергии за определенное время. Это позволяет вычислить реальную разницу в потреблении электроэнергии и рассчитать потенциальную экономическую выгоду от использования более эффективных блоков питания.

Например, рассеиваемую мощность можно преобразовать в киловатт-часы (кВт·ч), которые фиксируются счетчиком электрической энергии. Умножив это значение на стоимость киловатт-часа, можно рассчитать стоимость электроэнергии за год при круглосуточной эксплуатации системного блока. Этот метод помогает оценить долгосрочную экономичность различных блоков питания и сделать более обоснованный выбор.

В нашем исследовании мы выделили несколько типовых вариантов по мощности и соотнесли их с количеством разъемов, соответствующих этим вариантам. Это позволяет более точно сравнить экономичность различных моделей блоков питания в реальных условиях эксплуатации.

Полученные результаты выглядят следующим образом:

Данная модель имеет высокую экономичность при мощности нагрузки 750 Вт, а в целом демонстрирует вполне типичную экономичность для устройств с сертификатом 80Plus Platinum.

По суммарной экономичности на низкой и средней мощности данная модель занимает высокое место в нашем списке БП мощностью от киловатта 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.

В ходе испытаний мы измерили параметры блока питания в 10 различных точках. В результате, максимальный КПД составил 94,8% при выходной мощности 500 Вт. Максимальная рассеиваемая мощность достигла 102 Вт при выходной мощности 1000 Вт, что является весьма низким показателем для блока питания такой мощности.

Все основные тесты проводились в режиме с постоянно вращающимся вентилятором. Термонагруженность конденсаторов при нагрузке до 1000 Вт оставалась невысокой (до 65 градусов), за исключением режима работы на максимальной мощности. При нагрузке 1200 Вт термонагруженность была значительно выше, но всё еще в пределах удовлетворительных значений.

Мы также протестировали работу блока питания в гибридном режиме, когда вентилятор включается только при достижении определенной мощности.

Результаты показали, что при обычных условиях вентилятор включается при достижении пороговой мощности 450 Вт. Хотя предполагается наличие и температурного порога для включения вентилятора, нам не удалось его достичь. Вентилятор отключается, когда выходная мощность падает ниже 450 Вт.

При работе в режиме с остановленным вентилятором температура внутри блока питания достигает 72 градусов при нагрузке 420 Вт, что достаточно высоко для постоянной работы. Хотя при 1200 Вт температура выше, длительное использование на мощностях 1200 Вт и 420 Вт отличается существенно, и повышенное тепло может сократить срок службы компонентов, особенно конденсаторов. Поэтому целесообразно было бы снизить порог включения вентилятора до более разумного уровня.

Кроме того, температура внутри блока питания в режиме без вентилятора сильно зависит от окружающей температуры. При повышении температуры воздуха до 40-45°C вентилятор включится раньше.

При подготовке данного материала мы использовали следующую методику измерения уровня шума блоков питания. Блок питания размещается на ровной поверхности вентилятором вверх, а измерительный микрофон шумомера Октава 110А-Эко устанавливается на расстоянии 0,35 метра от блока. Нагрузка на блок питания создается с помощью специального стенда, работающего в бесшумном режиме. Измерения уровня шума проводятся после 20 минут эксплуатации блока питания на постоянной мощности.

Такое расстояние до объекта измерения максимально приближено к условиям настольного размещения системного блока. Этот метод позволяет оценить уровень шума блока питания в строгих условиях, где расстояние между источником шума и пользователем минимально. При увеличении расстояния до источника шума и наличии звукоотражающих преград уровень шума в контрольной точке будет снижаться, что улучшит акустическую эргономику.

При работе с постоянно вращающимся вентилятором и нагрузке до 500 Вт включительно уровень шума блока питания составляет около 27 дБА на расстоянии 0,35 метра, что является низким для жилого помещения в дневное время суток.

При нагрузке около 600 Вт уровень шума резко возрастает, и при 750 Вт он превышает 40 дБА, что уже считается высоким для жилого помещения. При увеличении мощности до 850 Вт уровень шума остается практически неизменным.

При работе на мощности 1000 Вт уровень шума становится очень высоким, превышая 50 дБА, что некомфортно даже для офисного помещения. На максимальной мощности уровень шума достигает около 52 дБА и почти не увеличивается.

С точки зрения акустической эргономики, данная модель обеспечивает комфортный уровень шума при мощности до 500 Вт, но при работе на мощности, близкой к максимальной, шум становится высоким.

Также была оценена работа электроники блока питания на наличие нежелательных звуков. Измерения проводились путем определения разницы между уровнем шума в лаборатории с включенным и выключенным блоком питания. Разница до 5 дБА указывает на отсутствие отклонений, в то время как разница более 10 дБА может свидетельствовать о дефектах, слышимых с расстояния менее полуметра. Измерения проводились в двух режимах: в дежурном режиме (STB, или Stand by) и при работе блока питания с остановленным вентилятором. Микрофон шумомера располагался на расстоянии около 40 мм от верхней плоскости блока питания.

К шуму электроники особых претензий нет, он действительно низкий, с типичного расстояния услышать его невозможно.

Потребительские качества Thermaltake Toughpower PF3 1200W впечатляют: его высокая нагрузочная способность по каналу +12VDC позволяет использовать его в мощных системах с несколькими видеокартами. Хотя акустическая эргономика на максимальной мощности оставляет желать лучшего, это типично для блоков питания с таким уровнем мощности, так как с ростом нагрузки увеличивается и величина рассеиваемой мощности. В реальных условиях, когда компоненты потребляют около 1000 Вт, они сами по себе будут создавать значительный шум. Однако при нагрузках до 500 Вт шум остается низким. 

Гибридный режим, при котором вентилятор может отключаться при мощности менее 450 Вт, работает длительное время, но его реализация могла бы быть лучше, так как длительный нагрев компонентов блока питания может негативно сказаться на сроке службы конденсаторов. 

Длина проводов достаточная для большинства современных корпусов, и они преимущественно ленточные, что упрощает сборку и эксплуатацию.

Thermaltake Toughpower PF3 1200W демонстрирует высокую экономичность и надежность благодаря вентилятору с гидродинамическим подшипником и конденсаторам японского производства. Этот блок питания поддерживает гибридный режим охлаждения и может работать длительное время с остановленным вентилятором при мощности до 450 Вт. Тем не менее, в гибридном режиме температура внутри блока может достигать 70 градусов, что не является идеальным для конденсаторов, включая полимерные. Это ограничение характерно именно для гибридного режима; в режиме с постоянно вращающимся вентилятором термонагруженность значительно ниже, даже при почти максимальной нагрузке.

В общем, для использования в мощных системах этот блок питания подходит, особенно в традиционном режиме с работающим вентилятором. Он лучше всего подойдет для рабочих систем, где не требуется абсолютно минимальный уровень шума.