Con nuestra última fuente de alimentación, Straight Power 10, estuvimos seguros desde el principio que seríamos capaces de alcanzar la excelencia en todos los sentidos imaginables. Y eso fue exactamente lo que hicimos: todos los modelos de la última generación son mucho más avanzados que sus predecesores.

En este número de INSIDE be quiet! queremos compartir con usted cuáles fueron los pasos exactos que llevamos a cabo para alcanzar nuestros ambiciosos objetivos. En lugar de limitarnos a citar aburridos datos en una hoja de cálculo, queremos mostrarle cómo se crearon en realidad nuestras nuevas fuentes de alimentación. Creemos que ha llegado el momento de ofrecer datos en profundidad a los usuarios finales más interesados en la tecnología. Le mostraremos todo el esfuerzo que se necesita para cumplir los deseos de los clientes y para satisfacer nuestros propios altos estándares de calidad. Por eso le abrimos las puertas a nuestro laboratorio y nuestro departamento de gestión de productos.

Punto de partida

Naturalmente, antes de empezar a desarrollar Straight Power 10 fue necesario estudiar las tendencias de mercado actuales y los análisis de los revisores, los distribuidores y las redes sociales. Era aún más importante descubrir qué quería encontrar nuestra comunidad de usuarios en una fuente de alimentación nueva. Solo cuando tuvimos claros todos estos aspectos fuimos capaces de fijar los detalles de la especificación y el diseño. Un único parámetro se decidió antes de empezar nuestra investigación de mercado: el precio de las nuevas fuentes de alimentación no debía ser mayor que el de la generación anterior.

A continuación, contrastamos la Straight Power E9 con nuestros planes para la Straight Power 10. Teníamos que comparar qué características ofrecía la plataforma ya existente con lo que queríamos que ofreciera la nueva y qué era lo que  realmente podíamos hacer en la práctica. Tras una serie de prototipos, conseguimos elaborar el borrador de una versión que combinaba las mejores especificaciones con la máxima calidad. El nuevo modelo incluía todas las características vanguardistas y las mejoras necesarias para satisfacer los deseos expresados por los usuarios, por lo que teníamos la sensación de estar en el camino correcto.

Aprovechando el feedback del mercado como desafío y motivación

A estas alturas, ya debe haber quedado suficientemente claro que concedemos una gran importancia al feedback y las sugerencias que recibimos de nuestros usuarios finales, nuestros probadores y nuestros distribuidores. Por ello, el equipo de gestión de productos se enfrenta a un enorme desafío: no perder de vista a nuestros competidores en cuanto a los precios y las características que ofrecen y al mismo tiempo analizar el feedback mencionado para determinar con precisión cuál es nuestra posición en el mercado y definir claramente nuestros objetivos. Por un lado, el nuevo producto debe satisfacer unos deseos viables y razonables mientras que, por otra parte, debe superar a los modelos comparables del mercado y, al hacerlo, elevar el nivel.

Algunas de las cuestiones esenciales que se planteó nuestro equipo fueron: ¿Qué características técnicas y qué eficiencia esperan los clientes? ¿Necesitará organización de cables? En caso afirmativo, ¿qué longitud deben tener los cables?

Su objetivo era diseñar una fuente de alimentación que no solo estuviera a la altura de las expectativas de los clientes, sino que también cumpliera los requisitos técnicos de las autoridades reguladoras y los proveedores de componentes.

Los objetivos técnicos fundamentales en el desarrollo de Straight Power 10 fueron: mejorar la regulación y la estabilización del voltaje y conseguir un nivel de ruido más bajo. Esto último se consiguió usando nuestra propia tecnología de ventilador Silent Wings 3 y mejorando la fuente de alimentación de 12 V para tarjetas gráficas. Las fluctuaciones de carga extremas de las GPU pueden producir ruido eléctrico en la fuente de alimentación. Analizaremos en profundidad este fenómeno más adelante en este mismo artículo.

Para conseguir todos estos objetivos y mantener el precio de Straight Power 10 aproximadamente al mismo nivel del de su predecesora Straight Power E9, elegimos entre las tecnologías y plataformas disponibles aquellas que cumplían con la mayor exactitud posible nuestros propios requisitos y los de nuestros clientes. En estrecha cooperación con todos los fabricantes de nuestros componentes, trabajamos duro para afinar repetidamente el producto hasta que se correspondiera con nuestras ideas y objetivos. Solo de esta forma fuimos capaces de obtener al final realmente un producto de primera categoría.

Como primer paso importante, se rediseñó por completo la plataforma para la serie Straight Power 10 y se mejoró aún más mediante numerosos test de prototipos. En un momento inicial del desarrollo adoptamos para la nueva serie la tecnología de convertidor íntegramente de CC a CC, y con esto queríamos dar respuesta a los deseos expresados frecuentemente por los usuarios finales.

En la Straight Power 10, el transformador solo produce un voltaje de 12 V, lo que se rectifica mediante módulos de voltaje (reguladores). Esta salida de 12 V no solo abastece a los carriles de 12 V, sino también a los carriles de 3,3 y 5 V mediante unos convertidores de voltaje adicionales de CC a CC. Al usar la conversión de voltaje de CC a CC a partir de una única salida de transformador rectificada se consigue una regulación mejorada del voltaje, una mayor estabilidad y unas mejores características de carga cruzada que las que ofrecen las fuentes de alimentación de la generación antigua, incluida la serie Straight Power E9. Con un factor de carga cruzada excepcionalmente bueno, la última Straight Power está bien preparada para la nueva generación de fuentes de alimentación HASWELL de INTEL. La bobina de salida de 5 V está ahora separada, a diferencia de lo que ocurría en la Straight Power E9: es a todos los efectos un componente extra. En la Straight Power E9, la bobina estaba combinada con los 12 V formando una única bobina. Esto ofrece la ventaja de que ahora ya no se puede producir una interferencia inductiva. Además, hemos usado dos circuitos integrados en el lado de CC. Uno de ellos es para el carril de 12 V (Synchronous Rectifier) y el otro para los convertidores de voltaje de 5 V y 3,3 V. La ventaja de que los dos circuitos integrados (IC) manejen la regulación de forma independiente es que da como resultado una mayor estabilidad.

En la imagen vemos un prototipo inicial de Straight Power 10 bastante similar al producto final.

Imagen: Prototipo inicial de Straight Power 10

Haciendo el ruido prácticamente inaudible

Hemos modificado dos cosas fundamentales para conseguir este objetivo tan ambicioso. En primer lugar, hemos sustituido los condensadores de película en el área de corrección de factor de potencia (PFC) por un bobinado con una fijación más robusta para suprimir los ruidos de alta frecuencia, con el resultado de que todo el ruido «eléctrico» ha desaparecido con eficacia. Probamos más de diez tipos diferentes de piezas antes de decidirnos por la que se usa actualmente en la Straight Power 10.

El segundo paso para reducir el ruido de la Straight Power 10 fue más difícil: desarrollar una carcasa de la fuente de alimentación y un ventilador completamente nuevos. Desde el principio éramos bien conscientes de que la mejor forma de evitar el ruido consiste en eliminar las potenciales fuentes de vibración. Por eso colaboramos con un nuevo socio para desarrollar un motor de ventilador de seis polos con soportes dinámicos con líquido especialmente para la Straight Power 10 que no solo funciona eficazmente a menos de 200 rpm, sino que también lo hace con suavidad a poco más de tres voltios. Y, lo que es aún más importante, este nuevo ventilador no genera prácticamente ningún ruido de motor, soporte o flujo de aire aunque esté sometido a carga. Straight Power 10 es la primera fuente de alimentación que produce un ruido de fondo de solo algo más de 10 db(A) con una carga de funcionamiento baja.

Para seguir reduciendo las turbulencias, optimizamos la disposición de los puntales de la rejilla del ventilador, la distancia entre dicha rejilla y el propio ventilador y la configuración de los componentes en la placa de circuitos impresos.

El sistema electrónico del control del ventilador en la fuente de alimentación se modificó para asegurar una tensión inicial ligeramente por encima de los 3 V. Esta tarea de desarrollo requirió por sí sola mucho tiempo y recursos, pero era necesaria para alcanzar un nivel de calidad completamente nuevo. Si comparamos el progreso del desarrollo en cuanto a forma y función,

cualquiera que observe detenidamente no solo verá el nuevo diseño del ventilador, sino que también percibirá la entrada modificada y la geometría adaptada. Usando una entrada en forma de embudo fuimos capaces de minimizar significativamente la turbulencia audible sin dejar de generar un flujo de aire consistente. El motor de seis polos desarrollado recientemente, además de sus soportes de funcionamiento muy silencioso, ofrece una propulsión prácticamente inaudible a todas las velocidades. Como ya hemos mencionado, el ventilador de la Straight Power 10 arranca y funciona como máximo a solo 200 rpm usando aprox. 3 V, por lo que se trata de la primera fuente de alimentación en producir algo menos de 10 db(A) durante el funcionamiento. Renuncia a los conceptos de ventilador semipasivos junto a los riesgos operativos y de avería que conllevan, simplemente innecesarios.

Imagen: Ni siquiera 190 rpm y el ventilador ya funciona con suavidad

Naturalmente, los resultados que conseguimos suenan más fáciles de implementar de lo que en realidad lo fueron en el laboratorio, y hubo que trabajar mucho en la cámara anecoica para que el resultado final fuera convincente. De hecho, incluso mejoramos nuestra cámara anecoica, que no solo está desacoplada y muy bien aislada, sino también insonorizada internamente con un revestimiento especial de material acústicamente absorbentel.

Una solución sólida para problemas con las tarjetas gráficas de alto rendimiento

Oímos una y otra vez a los clientes decir que sus tarjetas gráficas emiten ruidos de alta frecuencia bajo ciertas condiciones de carga. Muchos fabricantes de fuentes de alimentación no reconocen sus propios problemas en este sentido: debido a los mecanismos de ahorro de energía en la gama actual de tarjetas gráficas, los voltajes del núcleo y las cargas de las GPU pueden variar en cuestión de microsegundos. Al funcionar con carga máxima, esto puede provocar por su parte fluctuaciones de corrientes significativas en las líneas de potencia de los PCI Express. Estas fluctuaciones pueden hacer que oscilen las bobinas del convertidor de voltaje en la tarjeta gráfica o en la fuente de alimentación. Y, en consecuencia, los usuarios escuchan esto en forma de ruido de alta frecuencia.

El debate sobre este asunto suele atascarse en si las fuentes de alimentación multicarril son la solución o no, pero en realidad la causa del problema está en otra parte: las fluctuaciones de carga de alta frecuencia dan como resultado unos picos de corriente extremos y sin suavizar y, por encima de todo, exigen a las fuentes de alimentación unas demandas más rápidas de lo que pueden conmutar. Esto es lo que provoca los sonidos que hemos mencionado procedentes de las bobinas del convertidor de voltaje.

be quiet! buscaba una solución adecuada y por fin la encontró. Hemos incrementado la capacidad de salida de los condensadores electrolíticos de suavizado en el carril de 12 V, que ahora cuenta con cuatro condensadores en la placa de circuitos impresos principal, y también hemos instalado tapas sólidas (corriente de onda baja) para las placas de circuitos impresos con organización de cable a fin de filtrar directamente los picos de demanda provenientes de la tarjeta gráfica.

En comparación con la Straight Power E9, hemos incrementado significativamente la capacidad y la estabilidad de frecuencia de estos condensadores. Esto no solo mejora la fiabilidad operativa y la capacidad de superar sin problemas fluctuaciones de carga y picos de corriente, sino que la fuente de alimentación en su conjunto se beneficia de una vida útil significativamente más larga.

Este ejemplo ilustra lo importante que es cooperar con otros fabricantes de componentes y observar detenidamente el mercado. Incluso las más pequeñas características y modificaciones implementadas en otros componentes pueden ejercer una influencia masiva sobre la fuente de alimentación. Por eso desarrollamos continuamente soluciones en busca de la máxima compatibilidad y el menor nivel de ruido posibles.

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Esto se demuestra en nuestras últimas series de test: si otros fabricantes deben instalar fuentes de alimentación con una capacidad de al menos 850 o 1000 W para hacer frente a los picos de corriente de rápida fluctuación (y, aún así, siguen produciendo niveles extremadamente altos de ruido indeseado), nuestra Straight Power 10 con solo 500 W superó todos los test e índices de referencia con un rendimiento prácticamente inaudible pero... ¡a tope de potencia! Las pruebas se realizaron con una plataforma Z97 y con varias tarjetas gráficas. Entre ellas, una GTX Titan-Z y una R9-295X2. Con esta carga extrema, el sistema se mantuvo estable en todo momento y la fuente de alimentación desplegó un funcionamiento inaudible a pesar de que la carga llegó a superar el 100 por ciento.

(Tenga en cuenta que, aunque nuestras pruebas sirven para mostrar hasta qué punto es superior Straight Power 10, de hecho es necesario usar una fuente de alimentación de al menos 650 W en sistemas que están previstos para funcionar permanentemente bajo carga.)

Nosotros escuchamos su opinión, ya que el feedback constructivo es extremadamente importante para nosotros

El feedback de los clientes es directamente responsable del cable del conector EPS de ocho pines (potencia de la CPU), que en la nueva Straight Power 10 es más largo. Esto les permite a los usuarios instalarlo en cajas muy grandes. Adicionalmente, tal como solicitaron muchos clientes, ahora suministramos los conectores de cable modulares completamente en negro.

Como consecuencia lógica de los problemas con las tarjetas gráficas anteriormente descritos, ahora utilizamos conectores de 12 pines para los cables de la fuente de alimentación de PCI Express para tarjetas gráficas y además suministramos un cable por separado para cada conector. Naturalmente, también calculamos nuestros calibres de cable de forma que sean siempre suficientes para hacer frente a los picos de demanda en el rendimiento de las tarjetas gráficas de gama alta.

Conclusión

El resultado, traducido en forma de Straight Power 10, le convencerá en todos los sentidos, ya que la nueva Straight Power 10 no solo está equipada con la última tecnología y es más silenciosa que nunca, sino que también se ha creado poniendo la máxima atención en los detalles y con un compromiso excepcional con la calidad.