Seasonic X-460, analisi, Parte 2

Ora procediamo invece all’analisi delle componenti all’interno della scocca di protezione esterna.

ATTENZIONE: Ricordiamo che questa procedura, per via della rimozione delle quattro viti e della rottura del sigillo di garanzia, invalida quest’ultima. L’apertura quindi è altamente sconsigliata a meno che non sia scaduta la garanzia e che sia necessario cambiare la ventola, o eseguire direttamente riparazioni o misurazioni (da effettuare solo da personale esperto e qualificato).

Una volta aperto il cabinet esterno possiamo notare il sistema di dissipazione, certamente appropriato rispetto al wattaggio ma non eccessivo data l’assenza della ventola. Evidentemente non era necessario altro, anche perché un’elevata superficie dissipante porta alla necessità di disporre di potenti ventole; data la tipologia di utilizzo siamo certi che Seasonic abbia svolto un eccellente lavoro, e come vedremo i numeri le danno ragione. Ora analizzeremo sommariamente le varie componenti dell’alimentatore, ponendo invece particolare attenzione alla dissipazione termica.

       

Primario: comparti di filtrazione delle EMI ed RFI e switch primario

Il primo elemento di un alimentatore moderno è il sistema di filtraggio delle emissioni emettromagnetiche e radio, precisamente l’EMI/RFI Transient Filter. Viene posizionato necessariamente dietro all’ingresso della corrente AC e Seasonic ha incluso ovviamente tutte le componenti necessarie affinché non ci siano interferenze elettromagnetiche, tra cui un condensatore ad X, due condensatori ad Y e due induttori, oltre ad un varistore (MOV, Metal Oxide Varistor) ovvero sostanzialmente una resistenza, voltaggio-dipendente, che protegge l’alimentatore ed il sistema da picchi di voltaggio provenienti dalla rete elettrica esterna. Vi ricordiamo che se un alimentatore non è dotato di un MOV nell’EMI/RFI Transient Filter si dovrebbe sempre utilizzare il proprio sistema con un gruppo di continuità (o UPS), che agirà da filtro a protezione dei picchi di voltaggio; questi ultimi potrebbero danneggiare seriamente non solo l’alimentatore stesso ma anche l’intero sistema! Di solito questa componente viene rimossa per ragioni di costo di produzione, e progettazione. Siamo dinanzi ad un prodotto Seasonic, quindi possiamo solo aspettaci una grandissima qualità costruttiva, e infatti non siamo rimasti delusi.

           

Una delle particolarità di questo modello è la presenza di un solo condensatore giapponese Chemi-Con (390μF, 420V, 105°C, serie KMR) nel circuito di input, il che potrebbe sembrare un aspetto negativo ma in realtà, dato il carico complessivo, uno è più che adeguato allo scopo. Oltretutto questa configurazione permette un utilizzo migliore dello spazio interno, dato che c’è anche la necessità di non creare zone morte di ristagno termico e quindi favorire le performance di dissipazione semi-passiva (semi-passiva per via della pressione interna del cabinet, e della convezione termica, che causa una pressione negativa all’interno della scocca ventilata).

     

E’ interessante notare le dimensioni dei dissipatori passivi accanto ai Voltage Regulation Modules, molto contenute! E’ quindi evidente che non sono state necessarie particolari accortezze per rendere quest’unità compatibile con un utilizzo fanless, soprattutto grazie all’elevatissima efficienza, che di certo ha aiutato molto nel prevenire eccessivi riscaldamenti dell’unità e delle componenti onboard. Il design è particolarmente pulito e ordinato, complice la presenza di una Daughterboard posteriore che presenta induttanze e tutta la sezione modulare delle connessioni di alimentazione.

Trasformatore e secondario

La serie X di Seasonic, e quindi ovviamente anche il modello in questione, adottano un brevetto proprietario, ovvero un connettore DC modulare con dei VRM integrati; questa caratteristica permette di garantire un’elevata efficienza sotto carico, una completa modularità dell’unità ed un’eccellente conversione DC-DC, in completa stabilità operativa e con una regolazione del voltaggio davvero molto solida, che si attesta a circa il 3%. Questo significa ovviamente che le rail da 5V e 3.3 sono derivate, per conversione, dalla singola rail da 12V tramite i convertitori DC-DC precedentemente menzionati. Facciamo notare che Seasonic ha scelto di posizionare questa sezione direttamente nella scheda dei connettori modulari al fine di minimizzare la dispersione di energia.

Nel secondario sono presenti ugualmente dei condensatori giapponesi della Chemi-Con, dimostrando che Seasonic ha cercato di dare il massimo anche nello stadio terminale dell’alimentatore, al fine di garantire la massima pulizia delle tensioni di uscita. Oltre a questo l’alimentatore presenta un resonant converter, o meglio un “Quasi-resonant converter”, e quindi l’eccellente topologia LLC resonant; questo sistema permette di minimizzare le perdite di potenza, minimizzando quindi anche la dissipazione termica, nello switching (Zero Voltage Switching), e permettendo quindi il raggiungimento di valori di efficienza persino superiori a 93-96%.

       

Riportiamo un’immagine tratta da una “application note” della ST Microelectronics, che aiuta a comprendere il concetto:

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/SGSThomsonMicroelectronics/mXyzxvt.pdf

Meccanismi di protezione e PCB

Tutti i condensatori del secondario sono sempre i medesimi e giapponesi Chemi-Con, certificati per lavorare fino a 105 gradi centigradi. Come sistemi di protezione sono presenti:

Protezioni in Input:    OPP /OVP/UVP/SCP/OCP/OTP

Protezioni in Output:  OPP /OVP/UVP/SCP/OCP/OTP

La qualità delle saldature del PCB principale e delle AIB (add-in-boards) è davvero ottima, come le finiture e la qualità della scocca esterna.

Riportiamo il sito del produttore dei condensatori giapponesi montati su questo alimentatore: http://www.chemi-con.co.jp/e/index.html . E’ presente della colla sul PCB, metodo necessario per la tipologia di produzione utilizzata, che consiste prima nel posizionamento delle componenti sul PCB inferiore, poi nella loro adesione al PCB stesso tramite l’adesivo termico ed infine l’inserimento dell’intera struttura nella macchina di saldatura a onda (senza Piombo presumibilmente). Così facendo si ottiene una qualità di assemblaggio, e conseguentemente di saldatura, migliore.

Meccanismi di dissipazione, ventola e rumorosità

Come abbiamo già accennato, questo modello non presentando una ventola, non fa il minimo rumore. Non sono presenti ronzii di condensatori, rumori di natura elettrica o picchi di frequenza sotto carico, quindi l’unità è inudibile. La dissipazione è particolarmente buona poiché la struttura interna è molto spaziata, e permette un’ottima aerazione passiva. Non poteva che essere altrimenti, Seasonic ci ha abituati a standard di progettazione davvero elevati. Segnaliamo che è necessario montare l’alimentatore al contrario, ovvero con le fessure di ventilazione opposte al PCB rivolte verso l’alto, per favorire i naturali processi di convezione termica. Ciò potrebbe essere impossibile in alcuni cabinet con posizionamento superiore dell’unità di alimentazione.