Ciao Mondo 3!

anteSea Sonic Electronics Co., Ltd. inizia la propria avventura nel campo della costruzione di attrezzature per test di componenti elettronici, a Taiwan nel lontano settembre 1975. Nei primi anni ‘80 amplia parte delle proprie linee di produzione nella costruzione di unità di alimentazione per personal computer, diventando fornitore oem per i più importanti nomi dell'universo informatico di quel periodo: IBM ed Apple.

Da quell'anno inizia una incessante escalation che porterà il marchio a bruciare diverse tappe importantissime nell'ambito dello sviluppo e della ingegnerizzazione di nuove e, per diversi aspetti, innovativamente peculiari unità di alimentazione sia in ambito personal che server. La prima, di queste importanti tappe, fu nel 1986 quella che la porterà allo sviluppo e produzione dei primi alimentatori switching costruiti interamente in Taiwan, utilizzati in seguito sui più rinomati personal computer i80286 di quel fortunato periodo.

Il 1995 vede Sea Sonic contribuire significativamente al raggiungimento di nuovi traguardi, partecipando in modo determinante allo sviluppo dei primissimi alimentatori aderenti allo standard ATX. Nel 2002 segue l'apertura degli uffici californiani negli Stati Uniti, che risulterà propedeutica nel 2003 alla produzione del primo alimentatore commercializzato sotto il proprio nome (il "Super Tornado 400"), che otterrà importanti riconoscimenti, ricevendo numerose raccomandazioni per l'estrema qualità ed innovazione costruttiva. Nello stesso anno, l’importanza e l’espansione del gruppo societario la condurrànno contestualmente ed inevitabilmente  a quotarsi in borsa all'OTC Stock Exchange in Taiwan.

Tre anni più tardi, nel 2005, Sea Sonic ottiene con l’unità S12-600 il maggior riconoscimento a livello mondiale, ovvero il primo costruttore a ricevere la prestigiosa certificazione 80 Plus, dall'appena nata omonima organizzazione. Parallelamente continua in maniera incessante la produzione negli stabilimenti cinesi di Dong Guan sia per importanti nomi del panorama mondiale (Antec, Corsair, PC Power & Cooling), sia in proprio.

Il know-how acquisito nel tempo e la grande serietà societaria portano gli stabilimenti a ricevere prima la certificazione ISO 9001 e, nel 2006, anche quella ISO 14001. Tale spirito contribuisce a profondere sempre il medesimo e massimo impegno, anche a più ampio raggio nella costruzione di apparecchiature del comparto telecomunicazioni e del mondo IT, con risultati globalmente al top della produzione.

Nel 2008, seguendo l’espansione del mercato che porta ad attribuire sempre maggior importanza ai sistemi di alimentazione delle apparecchiature elettroniche, apre in Olanda la diretta sussidiaria europea, e nel corso del 2009 Sea Sonic continua ancora a sorprendere con l'uscita della serie X (650 e 750 Watt) che riceve con entrambi i modelli l'ambito riconoscimento della certificazione 80 Plus Gold, arrivando così a portare a ben 68 le diverse unità che dal 2005 abbiano ricevuto una delle quattro prestigiose certificazioni 80 Plus: Standard, Bronze, Silver e Gold.




Primo contatto

Confezione-01

L’unità di alimentazione SS-750KM (che verrà indicata X-750) giunge in un contenitore dalle predominanti nero/giallo-oro, abbastanza sovradimensionato rispetto alle effettive dimensioni del telaio, per far posto a tutta la ricca serie di cavi modulari di cui viene dotata.
Il completo cablaggio, ad eccezione del cavo di alimentazione IEC-C15 posto nella confezione accanto all’unità, è opportunamente contenuto in una elegante pochette a due scomparti ed è costituito da ben 13 singoli cavi completamente protetti da robuste guaine, e di lunghezza media ~60cm.
Possiamo tranquillizzare gli utilizzatori di recenti case a standard BTX, i quali impongono il collocamento dell’unità di alimentazione in posizione bassa e quindi opposta rispetto all’ATX, rassicurando che i cavi modulari dedicati all’alimentazione primaria della mainboard, l’ATX 20/24 poli e l’EATX 8 poli, risultano sufficientemente lunghi da poter essere utilizzati senza problemi anche al proprio interno.




Il telaio

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Dall’aspetto compatto per la propria categoria, X-750 è una unità di alimentazione completamente modulare, priva pertanto di qualsiasi tipo di cablaggio fisso.

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Si presenta elegantemente con un telaio dallo spessore importante e dalle superfici decisamente ruvide, come attualmente è la tendenza di diversi produttori, che vogliono già a prima vista far identificare la serie al top della produzione.

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La parte frontale del telaio evidenzia la consueta presa IEC ed è provvista della ormai consolidata griglia a nido d’ape per favorire, quanto più possibile, la fluida fuoriuscita dell’aria calda verso l’esterno dell’involucro,  coniugando la necessaria rigidità di quel lato del telaio.
Lo switch di accensione non appare di dimensioni rilevanti come ci si sarebbe potuto attendere, ma la forza necessaria all’attivazione e il relativo scatto estremamente deciso, danno indicazioni di sicurezza e qualità costruttiva per un componente dall’importanza spesso sottovalutata.

Telaio_05

La descrizione dei dati di targa di erogazione dell’unità è presente sul lato destro del telaio, ed indica senza tema di smentite come Sea Sonic abbia voluto puntare su un unico rail +12V da ben 62A (quindi 744W sfruttabili) che in aggiunta ai 25A+25A sulle linee +3.3V e +5V, portano il totale complessivo a ben 869W.




La ventola e l’efficienza energetica


Ventola_post

Considerata l’assenza di gran parte dei dissipatori interni al telaio, la ventola in questo alimentatore viene a ricoprire un ruolo particolarmente importante. Da questa immagine possiamo osservare come sia un prodotto del noto costruttore giapponese Sanyo: è una San Ace 120 da 120x120x25mm (9S1212P4M61) da 1.56W, completamente in materiale plastico. La sigla non risulta nei cataloghi del produttore, ma dai dettagli della stessa si può dedurre come risulti una versione PWM, customizzata per Sea Sonic, della tachimetrica S1212F401.

Ventola_struttura

Questa ventola fa parte della serie Standard di Sanyo Denki e dovrebbe risultare quindi accreditata di 40.000 ore continuative di lavoro alla tensione nominale e alla temperatura di ~60°C.

Ventola_ant

Costruttivamente è formata dalle consuete sette pale le quali presentano un profilo esterno abbastanza pieno ma ben arrotondato, per evitare fastidiosi sibili ad alte velocità e al contempo ottenere la maggiore pressione ottenibile in relazione al volume d’aria spostato. E’ pienamente funzionale a partire da soli 6.0V sino a 13.8V, e la propria max velocità dovrebbe essere posta ~2200rpm per ~70CFM.

Ventola_pale

E’ asservita da due cuscinetti a sfera di ottima qualità, e presenta la particolarità della molla di contenimento posta nel lato posteriore (dietro l’elettronica), cioè a contatto del cuscinetto di chiusura-asse (per intenderci, quello a ridosso della coppiglia di ritenzione), anziché nella più usuale posizione anteriore a contatto del primo cuscinetto, alla base dell’asse.

Ventola_telaio

Il telaio risulta irrobustito da otto rinforzi sulla cornice dal lato di uscita del flusso d’aria, mentre la profonda boccola di rotazione è prodotta con ogni probabilità in lega di rame e, dai particolari di lavorazione interna, rende in modo netto l’impressione di essere costruita in maniera estremamente curata, tale da renderne corrette e durature nel tempo le operazioni di scorrevolezza dell’asse.
A seguito della eccellente efficienza funzionale soprattutto a bassissimo carico (~92% a 300W DC), anche la gestione della ventola risulta singolare in questa unità: il comportamento è completamente fanless fino al 30-35% del carico, rendendola pertanto priva di qualsiasi rumore. Segue l’attivazione moderata del regime di rotazione (~1000rpm) sino ~75% del carico facendola essere ancora decisamente silenziosa, per poi arrivare al massimo regime una volta superata quella soglia, in cui resta ancora accettabile, ma chiaramente udibile.
A maggior dettaglio, indichiamo i valori di efficienza DC riportati per X-750 direttamente sul sito 80 Plus. A questo proposito bisogna rammentare che tutte le misurazioni effettuate da questa organizzazione sono relative ad una tensione nominale americana di 115V@60Hz, significando che i valori di efficienza possono discostarsi inferiormente di qualche punto percentuale rispetto quelli ottenibili alla tensione europea di 220V@50Hz.

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(il Power Factor risulta sempre 1.00, e scende a 0.99 solo con carico AC <200W)




Panoramica interna

Vista_globale

Dopo aver osservato globalmente l’interno del X-750 non possiamo che piacevolmente notare l’estrema compattezza e pulizia della struttura, priva degli imponenti dissipatori di calore utilizzati in maniera consistente sulla totalità degli alimentatori in commercio. Questo importante fattore ci indica a prima vista come questa unità di alimentazione debba per forza di cose presentare un’architettura switching estremamente efficiente e quindi differenziarsi anche a livello puramente costruttivo da ciò cui siamo stati abituati finora. Detto questo, la disposizione della componentistica e la particolare dislocazione delle tre canoniche sezioni (alta tensione, trasformazione e bassa tensione) ricalca una ben precisa esigenza costruttiva, non trovando quindi riscontro con altre unità e ponendo l’X-750 su una prospettiva completamente a sé stante.




La componentistica

Pcb-01

Abbiamo avuto modo di constatare come il circuito stampato sia un doppia-faccia multi-strato in composizione mista di vetronite e resine epossidiche (FR4) di ottima fattura  prodotto dalla cinese Dongguan Hetong Electronics Co., Ltd. (E243157). Sul versante prettamente ecologico dobbiamo rilevare che a ragione dei materiali da cui il pcb è formato non è possibile l’utilizzo delle più recenti tipologie di saldature prive di piombo, le quali necessitano di temperature di esercizio più elevate a quelle efficacemente sopportabili da materiali in specifiche FR4. A parte questa nota green, le saldature appaiono comunque complessivamente di eccellente fattura, e lo si può notare dalla notevole lucentezza singolarmente presentata, e l’assenza di qualsiasi tipo di anche minima sbavatura.
La presa di collegamento con la rete di distribuzione elettrica, la consueta IEC-C14, non presenta direttamente sui propri terminali alcun componente di filtro se non una resistenza.

Presa-IEC_interna

Un altrettanto semplice cilindro in ferrite, protetto da una guaina termo-resistente, è utilizzato poco più a valle a filtraggio dei cavi neutro-fase che conducono al pcb, nel lato anteriore dx . Nella norma anche il cavo di messa a terra, tenuto il più corto possibile, collegato direttamente alla parte più vicina del telaio.

PCD-112D2M



Immediatamente dopo, in ordine al circuito e a ridosso dei due cavi provenienti dalla presa IEC, troviamo protetti da plastica termo-resistente due termistori PTC a pastiglia, e alla immediata dx possiamo notare il surdimensionato relay elettromeccanico a basso profilo da 10A e 250VAC resistivi nominali (15A e 277VAC operativi di picco) prodotto dalla Tyco Electronics facente parte della serie ad utilizzo generico OEG, più precisamente il modello PCD-112D2M, accreditato di almeno 100.000 operazioni sotto carico. Unitamente ai termistori il relay è utilizzato peculiarmente per formare un avanzato circuito di protezione: il sistema funzionale di tale circuito provvede ad isolare temporaneamente l’energia in ingresso qualora dovessero esser superate le soglie prefissate di corrente e/o temperatura, per poi automaticamente ripristinarla al rientro delle condizioni che porrebbero nuovamente l’unità ad un esercizio in piena sicurezza.

Filtro-AC_a

A seguire, si passa poi alla sezione che funge da filtro EMI, e dedicata alla soppressione di emissioni ad alta frequenza: è composta da due condensatori Y (di colore blu, tra fase e neutro), due bobine avvolte su nucleo toroidale in ferrite, e tre condensatori X (quello giallo in primo piano e i due grigi posti più lateralmente).

Filtro-AC_b

Ancora sulla sx notiamo i due dispositivi discreti a semiconduttore GBJ1506 prodotti dalla Diodes Inc. che fungono da ponti rettificatori. Sono due componenti da 15A e fino a 600V rettificati, che raggiungono i 240A e 1500VRMS di picco, capaci di funzionare correttamente anche a temperature di 100°C: sono accoppiati meccanicamente tramite un opportuno dissipatore di alluminio interposto.
A seguire intravediamo un MOV (varistore in ossido di metallo o resistore variabile, di colore blu nascosto dietro i ponti rettificatori) il cui compito è quello di attenuare, scaricando a massa, eventuali ed indesiderati transienti di tensioni elevate. Per terminare la sezione di filtro possiamo infine notare una speciale bobina con una intelaiatura in ferrite a mò di trasformatore, atta a renderla ancora più efficiente e resistente nel tempo.

20N60C3

La sezione del raddrizzatore di rete, unitamente al PFC, è ultimata da tre MOSFET di potenza INFINEON 20N60C3 e da un ulteriore diodo CSD06060 di produzione CREE (il primo a sx), uno schottky in carburo di silicio. I quattro componenti sono disposti nella consueta configurazione a ponte di Graetz, ed è tramite questa circuitazione che il segnale bipolare originato dalla corrente alternata di rete viene trasformato in un’unica polarità (dai ponti rettificatori) e quindi modificato in una doppia semi-onda (dal ponte di diodi), in modo tale da risultare più facilmente utilizzabile, cioè filtrabile e spianabile, nei successivi stadi di switching.

W20NM50FD

Come transistors, appunto di switching, vengono opportunamente utilizzati 2 x W20NM50FD, prodotti da STMicroelectronics. Il W20NM50FD è un eccellente MOSFET di potenza con diodo veloce da 20A a 25°C e ben 14A a 100°C: dai dati di targa mostra un Rise Time di switching-on di 20ns, e un off-voltage Rise Time tipico di appena 6ns, in definitiva uno tra i migliori componenti in commercio nella propria categoria di utilizzo.

Dissi_sezione-PFC-Switch

Come si può ben vedere, questa è in realtà l’unica sezione in cui venga utilizzato un dissipatore di discrete dimensioni, come quelli che siamo abituati a vedere all’interno di una psu standard.

Caps_primario



Di seguito possiamo dare uno sguardo ai due imponenti condensatori del primario: sono dei Nippon Chemi-Con (del medesimo produttore giapponese sono del resto tutti gli altri svariati condensatori sparsi all’interno di questa unità) e appaiono anche ben sovradimensionati con 390µF a 400V. Fanno parte della serie KMR, quindi sono di alluminio e di tipologia elettrolitica, con capacità di funzionamento inalterato fino a 105°C.

Trasformatore_primario



A sinistra possiamo ancora intravedere i due ponti rettificatori e sulla dx il trasformatore primario (VRL 39HB01) col telaio non in lamierini, ma in ferrite privo quindi dei fastidiosi effetti di risonanza, e ancora alla sua dx il piccolo trasformatore dei +5VSB utilizzato nella fase di stand-by dell’unità, anche questo con un più efficace telaio in ferrite.

Scheda_ventola

Nell’angolo sinistro del pcb si nota il lato posteriore della piccola scheda predisposta a contenere la circuitazione di controllo PWM della ventola Sanyo, con tre mini integrati a 3pin dedicati alla gestione delle operazioni mentre sul lato anteriore, oltre ad un connettore custom 4poli, è previsto un ulteriore e ben dimensionato condensatore elettrolitico.

CM6901X

Quello che può, invece, ben notarsi in questa immagine è il dettaglio dell’integrato SLS-SRC/LLC+SR a 16pin CM6901X, un controller risonante prodotto dalla Champion MicroElectronic Corp.: è la vera chicca di questa psu e ne rappresenta realmente il cuore pulsante. Questo IC è capace di operare conversioni DC-DC con rettificazioni sincrone tali da permettere in buona parte al X-750 il raggiungimento del suo davvero elevato fattore di efficienza. E’ in grado, infatti, di cambiare dinamicamente e in tempi estremamente rapidi la modalità di funzionamento da quella FM (in modulazione di frequenza) ai bassi carichi, tramutandola in ben due differenti modalità PWM (in modulazione di ampiezza di impulso) ai medi e agli alti carichi di lavoro. Questa particolarità permette al sistema di ottenere un ottimo e altamente efficiente bilanciamento tra la capacità di mantenere comunque il range di voltaggio in specifica per il più lungo lasso di tempo possibile (a.e. per favorirne il mantenimento durante micro-interruzioni di erogazione di corrente AC) e la possibilità di ottenere contestualmente una alta efficienza funzionale specifica.

IPD036N04L_a IPD036N04L_b

L’unica e corposa linea in uscita +12V è ottenuta tramite l’adozione di 4 x IPD036N04L posizionati inusualmente nella parte sottostante del pcb. Sono degli eccellenti MOSFET di potenza prodotti da INFINEON, che riescono anche singolarmente ad assorbire una quantità notevole di corrente in modalità FM, la quale diventa sensibilmente maggiore quando il funzionamento viene mutato in PWM cioè, come abbiamo accennato, ai medi ed alti carichi di lavoro.

Dissi_IPD036N04L

D’altronde, essendo impossibilitata, nella parte inferiore del pcb, l’adozione di dissipatori di alluminio di tipo classico, il raffreddamento di questi MOSFET è ottenuto tramite diretto contatto col telaio dell’unità.

SiTI-PS223

Quella che possiamo intravedere in questa immagine è la piccola scheda ausiliaria predisposta alla gestione e al controllo delle linee a bassa tensione. Le relative operazioni sono portate a termine tramite l’integrato PS223, di produzione SiTI, un circuito integrato a quattro canali per la supervisione ed il controllo dell’attività del secondario, con protezione interna da sovra-temperature.

Caps_secondario

Si può scorgere in questa foto la grande quantità di condensatori metallici Nippon Chemi-Con presenti sulla sezione a bassa tensione: sono per lo più 330µF e 16V.
E’ possibile notare anche una delle due alette direttamente collegate al lato sottostante del pcb, le quali consentono di contribuire come già accennato, unitamente alla struttura del telaio, alla totale dissipazione dei MOSFET di potenza dei +12V.

Passiamo ora alla maggiore evidente particolarità del X-750, ovvero la scheda ausiliaria dove appaiono sistemati la metà dei connettori modulari.


APW7159
La particolarità è evidente in quanto trova posto soprattutto il controller a cui è demandata completamente la gestione della sezione dei regolatori di tensione delle linee +3.3V e +5V, direttamente derivanti dalla +12V: è un APW7159 di produzione ANPEC. L’APW7159 è un dispositivo a doppio canale sincrono PWM con protezione integrata da sovra-tensioni, sovra-correnti e sovra-temperature, e con un range di frequenza programmabile da 60Khz a 400Khz, in grado di pilotare un doppio MOSFET N-channel per le linee +5V e +3.3V.

APM2510N APM2556N

In questa scheda secondaria nel X-750 trovano posto anche le circuitazioni di potenza: per generare le due tensioni derivate, sono infatti utilizzati 8 MOSFET avanzati in configurazioni duali: è possibile scorgere  rispettivamente 2 x 2 APM2510N, che sono i medesimi di altissima qualità ed affidabilità utilizzati anche nel Revolution 85+ 850W di ENERMAX, e 2 x 2 APM2556N, costruiti anche questi tutti dalla taiwanese ANPEC.

Trasf-in_continua

Sul lato opposto della medesima scheda secondaria adibita alla trasformazione in continua delle linee +3.3V e +5V possiamo notare i componenti predisposti alla soppressione dell’eventuale segnale residuo di una componente alternata e/o dei segnali di disturbo indotti dal funzionamento stesso dei regolatori, specialmente in condizioni di pesante carico: in primo piano campeggiano le due relative bobine e i numerosi condensatori metallici Nippon Chemi-Con, Tutti i componenti necessari sono stati inglobati direttamente sul medesimo pcb ospitante i connettori modulari inerenti le due tensioni derivate, mentre la quasi totalità dei connettori +12V e il +5VSB sono direttamente saldati sul pcb principale.

Una parte dell’approccio appena descritto era stato intrapreso nel corso del 2009 in verità già da Enermax, ma, come abbiamo potuto appurare, Sea Sonic è andata decisamente oltre. Ciò che rende attualmente unica la serie X è la volontà progettuale di collegare le due schede esclusivamente tramite un minimo cablaggio veicolante complessivamente ~20A, in modo tale da non dover spostare pesantemente su doppio fronte tra le due schede la totale quantità di corrente ottenibile (~65A), evitando di incorrere, tra le altre negatività, anche in un inevitabile calo dell’efficienza generale.
Un grande plauso va quindi attribuito a Sea Sonic che in fase di sviluppo è stata in grado di intravedere la giusta strada per giungere a questo importante obiettivo, decidendo per prima tra i grandi costruttori di spostare direttamente, ed in maniera completa, tutta la circuitazione necessaria alla derivazione DC (+3.3V e +5V), sul pcb della scheda, fino a questo momento, adibita ai soli connettori modulari.

Tester-01

Da un primo superficiale esame tramite tester prova-alimentatori, l’unità è giunta ottimamente tarata dalla fabbrica, e con un eccellente valore del segnale di power-good, di appena 290ms.
Per quanto riguarda le prove più approfondite sul campo, quindi utilizzando l’unità sotto carico dinamico, vi rimandiamo prossimamente alla seconda parte di questa particolare recensione.


Continua ...

- Totocellux -

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