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Alt 10.03.2017, 17:07   #1 (permalink)
Abakus
 
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broda befindet sich auf einem aufstrebenden Ast

Standard be quiet! Pure Power 10 500W CM Userreview

be quiet! Pure Power 10 500W CM Userreview


Inhalt


Äußeres
Inneres
Elektrische Messwerte
Fazit

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Äußeres


Umverpackung und Packungsinhalt

Wer sich für Aufschriften des Kartons interessiert, kann die folgenden Bilder gern näher betrachten - ich jedoch sehe wenig Sinn darin, näher darauf einzugehen.
Ebenfalls ersichtlich ist der gesamte Inhalt der Verpackung, neben dem Netzteil selbst findet sich der modulare Kabelbaum, ein Kaltgerätekabel, ein Handbuch auf sechs Sprachen mit einiger technischer Dokumentation, fünf Kabelbinder und vier Schrauben. Das Netzteil selbst ist in Luftpolsterfolie verpackt, ebenfalls sichert be quiet! den Transport durch ein Pappkonstrukt - ich wüsste nicht, was es hier zu bemängeln gäbe.


Ausgepackt sehen Gerät und Typenschild dann wie folgt aus:


Kabel des Geräts

Direkt auf der Hauptplatine verlötet sind die Kabelenden des 20+4 Pin Steckers und die der beiden - unter einem gemeinsamen Sleeve geführten - 4 Pin Stecker zur Stromversorgung des Hauptprozessors.
Entsprechend sind diese nicht modular, ihre Längen betragen laut Hersteller 55cm für das Kabel des 20+4 Pin Steckers und 60cm für die beiden 4 Pin Stecker.
An meinem Gerät werden diese Längen auch eingehalten, beide sogar leicht überschritten.
Der Durchmesser der Kabel zur CPU Stromversorgung fällt gemäß dem AWG Standard von 18 aus, dies ist bei den auftretenden Stromstärken unbedenklich und für qualitative Netzteile Standard.

Alle modularen Kabel sind ungesleevt, da es sich um Flachbandausführungen handelt.
Die beiden 6+2 Pin Kabel zur Stromversorgung von Grafikkarten sind jeweils 50cm lang und ebenfalls ins 18AWG ausgeführt.
Das erste Peripherie Kabel umfasst zwei SATA- und einen PATA-Stecker, gefolgt von einem Stromanschluss für Floppy-Laufwerke.
Der Abstand der Stecker fällt viel folgt aus: Nach 50cm ist der erste SATA-Stecker erreicht, alle weiteren Stecker folgen in 15cm-Abständen.
Am zweiten Peripherie Kabel findet der Nutzer ein SATA-Stecker und zwei PATA-Stecker, auch hier werden zwischen Netzteil und dem ersten SATA-Stecker 50cm Abstand erreicht, auch das 15cm Intervall darauffolgend bleibt erhalten.
Was bleibt ist ein dritte Kabel, woran drei SATA-Geräte Anschluss finden können. Auch hier wird nicht vom oben genannten Schema für das Aufeinanderfolgen der Stecker abgewichen.
Auch bei allen Kabeln für Peripherie Anschlüsse handelt es sich um 18AWG Drähte.

Auf Kondensatoren in Kabeln verzichtet be quiet! komplett.

Garantie

Da Herstellergarantie in letzer Zeit zu einem tragenden Thema bei Netzteilen geworden ist: be quiet! gibt drei Jahre Herstellergarantie auf Geräte der Pure Power 10 Serie.


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Inneres


be quiet! lässt das Pure Power 10 bei der Forton Source Power Group (kurz FSP) fertigen, ein taiwanesisches Unternehmen, auf das be quiet! inzwischen fast ausschließlich setzt.
Schenkt man den Aufdrucken auf der Hauptplatine Glauben, so wird die hier verbaute Plattform für sämtliche Modelle der Pure Power 10 Serie zwischen einschließlich 400W und 700W Ausgangsleistung - ganz egal ob mit oder ohne teilmodularem Kabelbaum - genutzt.
Die angewandten Wandlertopologien gibt be quiet!, offensichtlich zu Marketingzwecken, selbst auf dem hauseigenen Internetauftritt preis: Active Clamp mit synchroner Gleichrichtung und je ein Abwärtswandler für +5V und +3,3V.

Von dem eigenständigen Öffnen eines Netzteils ist nur jedem abzuraten! Es ist keine Übertreibung, wenn in diesem Zusammenhang von Lebensgefahr gesprochen wird.

Technik-Übersicht




Eingangsfilter

Der Eingangsfilter des Pure Power 10 500W-CM besteht aus vier so genannten Y-Kondensatoren zwischen Außenleiter und Schutzleiter, zwei davon direkt hinter dem Kaltgerätestecker und zwei auf der Hauptplatine. Ebenfalls auf der Hauptplatine finden sich zwei X-Kondensatoren zwischen Neutralleiter und Außenleiter und drei Drosselspulen. Bei zwei von diesen Dosseln handelt es sich um stromkompensierte Spulen, welche Störungen zwischen Neutralleiter und Außenleiter in ihrem Kern in Wärme umsetzen, beziehungsweise durch ihre Impedanz dafür sorgen, dass Störsignale bereits über die Y-Kondensatoren gegen Erde abgeleitet werden.
Einen Ferritkern, umwickelt der Kabel, die auf die Hauptplatine führen, ist ebenfalls vorhanden.
So findet sich viel Redundanz im Filter, viele teurere Netzteile sind nicht umfangreicher ausgestattet.
Außerdem ist eine Fuse-Sicherung, welche bei 8A das Handtuch wirft, verbaut, ebenso ein NTC Thermistor zur Begrenzung des Einschaltstroms durch das Laden des Primärkondensators.


Erste Gleichrichtung und aktive Power-Factor-Correction

Der GBU1006 Brückengleichrichter scheint ausreichend dimensioniert, bedingt durch die Tatsache, dass er bei 100°C Gehäusetemperatur noch 10A Stromstärke gleichrichten kann, wobei die Fuse-Sicherung das Netzteil schon bei 8A abriegelt.

In der aktiven Power Factor Correction (häufig auch kurz APFC) werden als Schalter zwei MOSFETs des Typen JCS18N50FH parallel geschaltet, die Diode, durch die die gesamte Stromstärke geschoben wird, ist von STMicroelectronics und hört auf den Namen STTH8R06FP. Alle drei Komponenten sind auf jeden Fall nicht unterdimensioniert, die Diode will selbst bei 130°C noch von 8A durchflossen werden können, während die FETs dabei noch einmal unproblematischer sind. Nicht nur, dass diese in gesperrten Phasen abkühlen können, auch schaffen sie gemeinsam laut ihrem Hersteller 22A bei 100°C dauerhaft durchzuschalten.
Der Ladekondensator der APFC Schaltung, der gern auch einfach nur Primärkondensator genannt wird, weißt eine Kapazität von 270µF auf und stammt aus Teapos LH Serie, welche für einen Einsatz bei maximal 85°C spezifiziert wird.


Übergang vom Primärbereich in den Sekundärbereich

In der nun folgenden Active Clamp Schaltung spielt der FSP 6600 die steuernde Rolle und bedient dazu die zwei MOSFETs Infineon 8R460CE und CET CEF03N8.
Da keine weiteren Controller auf der Primärseite zu sehen sind, scheint FSPs 6600 auch den Aufgaben nachzukommen, die FETs in der APFC und für die +5VSB Wandlung zu steuern.

Analog zur Wandlung über den Haupttransformator wird die +5VSB Spannung erzeugt, dazu ist ein zusätzlicher, kleinerer Transformator verbaut. Das beschaltende MOSFET ist hier ein CEF02N7G, die gleichrichtende Diode dahinter eine PS30U60CTR.
Sekundäre Puffer sind zwei Kondensatoren mit je 3300µF Kapazität aus der SC Serie von Teapo. Der verbaute Typ ist nicht im Herstellerdatenblatt gelistet.


Sekundärbereich

Hinter dem Haupttransformator geschieht nun die synchrone Gleichrichtung, von der be quiet! ebenfalls sprach; zwei MOSFETs übernehmen diese Aufgabe, vermeintlich gesteuert durch einen der FSP 6601 Controller auf einer Tochterplatine.
Jeder ist hinter einen Ausgang der Sekundärspule des Haupttransformators in Rückwärtsrichtung geschaltet.
Jedoch verfügt der Transformator des Pure Power 10 - ungewöhnlicher Weise für ein Design mit DC-DC Wandlern für +5V und +3,3V - über eine zweite sekundäre Spule.
Deren Ausgangsspannung wird mithilfe eines IPD060N03L MOSFETs von Infineon gleichgerichtet, welcher mit einem maximalen Widerstand im geschalteten Zustand von 0,006Ohm sehr effizient und mit 50A bei 100°C auch hohen konstanten Stromstärken standhalten kann - sofern er, wie hier, gepulst gesteuert wird, sind natürlich noch größere Ströme möglich.
Diese nun gewonnene, zweite Gleichspannung hinter dem Transformator ist die Eingangsspannung für die DC-DC Wandler von +5V und +3,3V.

Die beiden kleineren Spulen auf der Hauptplatine sind Teil dieser zwei Abwärtswandler für +5V und +3,3V und bilden das induktive Glied des Wandlers, welches zusammen mit den Ausgangskondensatoren einen Tiefpass darstellt, welcher die Rechteckspannung der MOSFETs zur Gleichspannung glättet; außerdem ist das Magnetfeld der Spule natürlich der Teil des Wandlers, in dem überschüssige Energie gespeichert und der Schaltung später wieder zugeführt wird, was den Abwärtswandler erst so effizient macht.
Der highside-MOSFET ist für beide Wandler vom gleichen Typen, wie der gleichrichtende FET: Ein IPD060N03L von Infineon. Für den Einsatz als lowside kommen ebenfalls nur einzelne FETs zum Einsatz, dafür deutlich leistungsstärkere. Um genau zu sein die großen Brüder, je ein IPD040N03L. Nur noch maximal 0,004Ohm maximaler Verlustwiderstand und Belastungen durch bis zu 76A Dauerstrom bei 100°C können erreicht werden.
Auch hier ist also von sehr großzügig dimensionierten Leistungsbauteilen zu sprechen.
Gesteuert wird der Vorgang der Abwärtswandlung von einem der beiden FSP 6601 Controller auf der Tochterplatine.

Auf der Sekundärseite bekommt man eine - für diese Preisklasse - unüblich hohe Menge an Kapazität zum Glätten und Stützen der Ausgangsspannungen zu sehen.
Dies ist aber nicht zwingend direkt darauf zurück zu führen, dass Hersteller FSP übermäßig gütig war; offensichtlich ist diese umfangreiche Filterung von Nöten, um die Restwelligkeit auf einem Niveau mit der Konkurrenz mit geringerem sekundären kapazitivem Filter zu halten. Ein Verhalten bei Impulslasten ist bis dato leider nicht getestet worden, somit würde ich diesen deutlichen Unterschied zur Konkurrenz als nötig und nicht direkt als Vorteil bewerten.

In letzer Instanz werden übrigens auch die Ausgangsspannungen auf der Platine für die modularen Kabel weiter durch Feststoffkondensatoren von CapXon geglättet und gepuffert.
Es werden fünf Kondensatoren der PX Serie mit 16V Spannungsfestigkeit und 100µF Kapazität eingesetzt, diese sind für 105°C spezifiziert, sollen einen ESR von 0,02Ohm bei 100kHz Frequenzen aufweisen, 2000 Betriebsstunden innerhalb den maximalen Spezifikationen überleben und maximal 2,690A/rms Ripplestrom bei 100kHz bis 300kHz Frequenz widerstehen können.
Dabei steht jedem der beiden PCIe Anschlüssen ein Kondensator zur Seite, ebenfalls sitzt bei jeder der drei Spannungen in den Peripherie Anschlüssen ein Kondensator zwischen den Polen.

Die -12V Spannung wird über einen linearen Regler von Texas Instruments (LM7912CV) realisiert, ein 1000µF Teapo SY Kondensator ist zur Glättung und Stabilisierung der Ausgangsspannung vorgesehen.


Supervisor Tochterplatine

Der Weltrend WT7527 Controller übernimmt in diesem Netzteil die Aufgabe des Supervisor, er wird auf einer Tochterplatine mit entsprechender Peripherie verbaut.
Diese Tochterplatine habe ich ausgelötet und mir das Pinout dieser zusammen gesucht. Mit einem anderen Netzteil habe ich diese dann beschaltet, um zu überprüfen, ob die Auslösepunkte der Sicherungsschaltungen UVP (Under-Voltage-Protection) und OVP (Over-Voltage-Protection) unverändert wie im Datenblatt des Supervisors genutzt werden, oder ob FSP diese präzisiert.
Die drei Spannungen +12V, +5V und +3,3V liegen direkt an den Pins des ICs unverändert an, entsprechend wurde hier nicht Nachgearbeitet.
Damit fallen die Auslösepunkte im Durchschnitt wie folgt aus:



In der vierten Spalte sind die Werte festgehalten, die die ATX-Norm für die OVP vorschreibt; ersichtlich wird, dass der Weltrend Chip diese einhält.
Nicht jedoch wird bei einem Verlassen der 5% Toleranz das Netzteil abgeschaltet, was definitiv optimaler wäre.

Eine OTP (Over-Temperature-Protection) wird ebenfalls implementiert, dazu wird die Funktion hinter dem VX Pin des Supervisors genutzt.
Wenn an diesem Pin eine Spannung >1,2V (maximaler Auslösepunkt bei 1,224V) anliegt, schaltet der Supervisor das Netzteil so ab, wie er es bei jeder anderen auslösenden Schutzschaltung machen würde.
Also legt FSP einen temperaturabhängigen Widerstand an die +5V(SB) Spannung an, schaltet ihn in Reihe mit einem weiteren Widerstand zur Justierung des Auslösepunktes und schon ist in der Theorie eine OTP realisiert, wo ein Supervisor dieses Feature nicht offiziell mitbringt.


Einteilung der zwei +12V Schienen

Welche +12V Ausgänge auf welche der beiden einzeln abgesicherten +12V Schienen zurück zu führen sind, ist hier ersichtlich:




Lüfter

Beim Lüfter des Netzteils handelt es sich um einen be quiet! Pure Wing mit einer maximalen Umdrehungszahl von 1600 Umdrehungen pro Minute, dabei werden maximal 300mA Leistung aufgenommen.
Subjektiv konnte ich in meinem System keinen Unterschied zwischen einem Pure Power 10 und einem Straight Power 10 700W in sämtlichen Lastsituationen wahrnehmen.
Nie konnte ich das Pure Power 10 aus dem System heraus hören.

Mein System:
Spoiler:
FX 8320 @4GHz unter einem Thermalright HR-02 Macho Rev. A
Sapphire Vapor-X Tri-X R9 280X
Phantek Enthoo Evolv ATX mit vorinstallierten Lüftern @7V


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Elektrische Messwerte


Um solche festzustellen, packe ich mein eher mickriges Equipment dafür lieber nicht aus, wo deutlich präzisiere Tests bereits von TweakPC durchgeführt wurden.
Auf diese werde ich mich in diesem Abschnitt berufen, was definitiv zu den aussagekräftigeren Ergebnissen führt.

Effizienz

Das Pure Power 10 Netzteil trägt das 80+ Silber Label, das es dieses auch erfüllt, zeigen die Messungen von TweakPC:

80+ Silber Vorgaben bei 115V Eingangsspannung:



Sogar das 80+ Silber Label für's 230V-Netz hätte man sich ausstellen lassen können:

80+ Silber Vorgaben bei 230V Eingangsspannung:



Dies ist aber nicht geschehen.

Spannungstabilität

Die Stabilität der Ausgangsspannungen wird bei Netzteilen für Abnehmer wie die VRMs von aktuellen CPUs und auf Grafikkarten besonders dann interessant, wenn die Belastung (stark) asynchron erfolgt.
Dazu ist ein Blick auf die Grafiken zu den Crossload Tests von TweakPC von Nöten.
Zu betrachten ist zum einen ein Szenario, in dem nur geringe bis gar keine Leistungsaufnahme über +5V und +3,3V erfolgt, dafür eine umso stärkere über +12V.
Denn in einem aktuellen Gaming-PC wird die Energie für Grafik- und Hauptprozessor durch VRMs gewonnen, die von der +12V Leitung des Netzteils versorgt werden. +5V und +3,3V werden nur noch von z.B. RAM, PCH bzw. FCH und andere Controller auf dem Mainboard oder HDDs oder SSDs belastet.

Bei 100% Last auf +12V und 5% Last auf den Minor Rails weicht +12V um 0,81% ab, +5V um 0,44% und +3,3V um 1,08% - sehr gute Ergebnisse!

Das zweite Crossload Szenario, welches unsere Aufmerksamkeit verdient, sind 150mA Last auf +12V und - für dieses Netzteil - etwa 14,5A Last auf jeweils +5V und +3,3V.
Hintergrund ist, dass dies die Anforderungen von Intel dafür sind, dass das Netzteil kompatibel mit dem C6 und C7 ACPI-Zustand ist, sofern auch hier die Ausgangsspannungen innerhalb der 5% Toleranz liegen.

Bei 100% Last auf +3,3V und +5V und bei 5% auf +12V weicht +12V um 1,18% ab, +5V um 0% und +3,3V um 0,15% - ebenfalls sehr gute Ergebnisse!

Restwelligkeit

TweakPC maß auf +12V nicht mehr als 38,4mV Restwelligkeit, für +5V maximal 34,4mV und für +3,3V maximal 41,6mV.
Das ist gemäß den Vorgaben durch die ATX-Spezifikationen unbedenklich, jedoch sind dies auch sicherlich keine Spitzenwerte, beim Vergleich zu Konkurrenzprodukten.

Auslösepunkte der OCP- und OPP-Schaltungen und Überprüfen der SCP

Die OPP Schutzschaltung scheint ihrer Aufgabe nicht gerecht zu werden.
Das Netzteil kann so weit überlastet werden, dass das Spannungspotential einer Ausgangsspannung deutlich unter die laut ATX-Norm zulässige Minimalspannung fällt.
Da OPP eine primärseitige Implementation ist, kann hier auch leider nicht weiter herumgeforscht werden, da FSP keine Dokumente zum primären Controller veröffentlicht.
So bleibt hier nichts anderes übrig, als ein Durchfallen durch den Test zu vermerken.

Die Auslösepunkte für OCP bei +12V liegen mit 45,5A und 30,5A recht hoch, die 5% Toleranz der Ausgangsspannung wird dabei jedoch nicht verletzt.
Auslösepunkte näher an der eigenen Spezifikation wären wünschenswert, jedoch ist hier kein Totalausfall wie beim OPP Test zu vermerken.
Gleiches gilt für die OCP Auslösepunkte von +5V und +3,3V, +5V kann sogar über das doppelte der spezifizierten maximalen Ausgangsleistung belastet werden.
Beachtenswert ist dabei aber die Stabilität der Ausgangsspannungen. Das verdankt das Gerät der wirklich üppig bemessenen sekundären Wandler für diese beiden Ausgangsspannungen.

Die SCP Sicherungen sind nach Angaben von TweakPC ordnungsgemäß umgesetzt.

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Fazit


positiv:
  • Das Netzteil erfüllt seine Angaben in Sachen Effizienz nicht nur, sondern überschreitet diese sogar.
  • Die Spannungsstabilität in Crossload-Tests ist sehr überzeugend.
  • Der verbaute Lüfter arbeitet sehr geräuscharm.
  • Das Design zur Regelung der Minor Rails ist sehr durchdacht und sorgt für sehr gute Ergebnisse.

neutral:
  • Die Auslösepunkte von OVP und UVP halten die ATX-Vorschriften ein, jedoch nicht die 5% Toleranz.
  • Das einzige, was bei diesem Netzteil noch offen bleibt, ist ein Test auf das Verhalten bei Impulslasten. Weder traute ich es mir zu, in kurzer Zeit einen Testaufbau für verwertbare Ergebnisse auf die Beine zu stellen, noch finden sich vertrauenswürdige Daten dazu im Internet.

negativ:
  • Die OPP nimmt den Anschein, ihrer Aufgabe nicht nachzukommen.

Das Netzteil wurde von be quiet! und Mindfactory im Rahmen der Testers Keepers Aktion zur Verfügung gestellt.

Geändert von broda (05.05.2017 um 15:10 Uhr)
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Dreiradsimulator (10.03.2017), poiu (10.03.2017), Robert (10.03.2017)
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500w, l10-500w-cm, power, pure, pure power 10, quiet, review, test, userreview


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