Inside be quiet!

14.01.2015
Як з'явився блок живлення Straight Power 10

З нашим останнім блоком живлення Straight Power 10 у нас не було сумнівів в тому, що ми зможемо досягти успіху у всіх можливих напрямках. І ми зробили саме це - всі моделі останнього покоління набагато більш просунуті, ніж їх попередники.

У цьому випуску INSIDE be quiet! ми хочемо поділитися з вами подробицями досягнення наших амбітних цілей. Замість простих цитувань сухих фактів з документації, ми хочемо показати вам, як були створені наші нові блоки живлення. Ми вважаємо, що настав час пояснити зацікавленим в технологіях користувачам всі деталі докладно. Ми хочемо продемонструвати вам, як багато зусиль потрібно для задоволення побажань клієнтів, а також познайомити вас з нашими високими стандартами якості. Саме тому ми даємо вам змогу заглянути всередину нашої лабораторії та відділу розвитку продуктів.

 

Відправний пункт 

Перш, ніж ми почали розробки Straight Power 10, було необхідно вивчити існуючі тенденції ринку і думки рецензентів, дилерів і соціальних медіа каналів. Ще більш важливим було дослідження очікувань нашої спільноти користувачів від нового продукту. Тільки визначившись з розумінням всіх цих пунктів, ми змогли конкретизувати деталі характеристик і конструкції. Але один пункт був затверджений ще до початку наших досліджень: ціни на нові блоки живлення не повинні перевищувати існуючі для попереднього покоління.

Далі ми протипоставили Straight Power E9 з нашими планами по Straight Power 10. Нам потрібно було порівняти особливості існуючої платформи з тими, які ми очікували отримати в новій серії і які ми могли б втілити в життя. Після низки пробних спроб нам вдалося розробити версію, яка поєднувала кращі характеристики з високою якістю. Нова модель містить всі особливості високого мистецтва охолодження і удосконалення, необхідні для задоволення побажань користувачів. Тому ми відчували, що знаходимося на правильному шляху.


Використання зворотного зв'язку з ринком як виклик і мотивація 

Тепер має бути абсолютно ясно, що ми надаємо великого значення зворотньому зв'язку і пропозиціям, які ми отримуємо від кінцевих користувачів, наших тестувальників і дилерів. Відділ розвитку продуктів, таким чином, стикається з серйозним викликом: стежити за нашими конкурентами щодо цін і особливостей, які вони пропонують, і в той же час аналізувати вищезгаданий зворотній зв'язок для того, щоб точно визначити наше позиціонування на ринку і чітко позначити наші цілі . З одного боку, новий продукт повинен задовольняти розумним і здійсненним побажанням, і в той же час, з іншого боку, він повинен перевершити порівнювальні моделі на ринку і тим самим встановити планку вище.

Деякі нагальні питання, які команда ставить перед собою: Які технічні характеристики і ефективність очікують покупці? Чи потрібна модульна система і якої довжини повинні бути кабелі?

Їх метою було спроектувати блок живлення, який не тільки відповідав би очікуванням клієнтів, але і відповідав вимогам органам технічного регулювання та постачальникам комплектуючих.

Ключовими технічними цілями при розробці Straight Power 10 були найкраща стабілізація напруг і регулювань при низькому рівні шуму. Останнє було досягнуто завдяки використанню вентилятора Silent Wings 3 з технологіями нашої власної розробки і шляхом підвищення потужності 12-вольтової лінії для живлення відеокарт. Екстремальні коливання навантаження відеочипів можуть виробляти електричні шуми в блоці живлення. Це явище ми розглянемо більш детально в цій статті трохи пізніше.

Для досягнення поставлених завдань і утримання ціни Straight Power 10 практично на рівні його попередника Straight Power 9, ми вибрали з числа наявних технологій і платформ ті, які якомога ближче відповідали нашим власним вимогам і потребам наших клієнтів. У тісній співпраці з усіма нашими виробниками деталей, ми створювали і неодноразово доробляли його до тих пір, поки продукт не почав відповідати нашим уявленням і цілям. Тільки таким шляхом можна було для нас отримати в фіналі дійсно першокласний продукт.

 

DC-to-DC регулятори для всіх 

В якості першого важливого кроку, платформа для серії Straight Power 10 була повністю перероблена і вдосконалена в результаті багатьох випробувань. Для нової серії блоків живлення ми використовували найбільш передові напрацювання в області DC-DC перетворювачів, тим самим пішовши назустріч побажанням користувачів.

У Straight Power 10 трансформатор видає тільки 12В напруги, яка в подальшому випрямляється за допомогою додаткових модулів напруги (регуляторів). Ці 12В подаються не тільки на 12В лінії, але також і на 3.3В і 5В лінії через перетворювачі напруги. Використання новітніх DC-DC перетворювачів дозволяє домогтися поліпшених показників при стабілізації напруги і кращих крос-навантажувальних характеристик, на відміну від схемотехнічних рішень в блоках живлення старого покоління, в тому числі і серії Straight Power 9. Хороші крос-навантажувальні показники забезпечують нашому новому Straight Power хорошу готовність до роботи з процесорами останнього покоління - HASWELL від INTEL. Для фільтрації лінії 5V встановлено окремий енергоефективний дросель. У моделях Е9 дросель був спільний з лінією на 12V, а тепер кількість перешкод по обох лініях значно зменшено. Крім того, тепер ми для ліній 12В, 5В і 3.3В використовуємо дві інтегральні схеми стабілізації. Перевагою роздільного регулювання є поліпшення і без того високої стабільності параметрів.

Ця картина зображує ранній прототип Straight Power 10, який максимально наближений до кінцевого продукту.

Зображення: Ранній прототип Straight Power 10


Зниження шуму до практичної безшумності 

Ми пішли на кардинальні зміни для досягнення цієї дуже амбітної мети. По-перше, ми замінили плівкові конденсатори на ділянці корекції коефіцієнта потужності (PFC) на більш надійний дросель для збільшення ефективності придушення високочастотних шумів, в результаті чого всі електричні шуми фактично усунуті. Ми протестували більше десятка різних типів деталей перш, ніж зупинилися на використовуваних в даний час в Straight Power 10.

Другий крок для зниження шуму Straight Power 10, а саме розробка абсолютно нового вентилятора і корпусу блоку живлення, був складніший. З самого початку нам було добре відомо, що зниження рівня шуму досягається шляхом усунення потенційних джерел вібрації. Ось чому ми працювали, спільно з новим партнером, над створенням 6-полюсного моторчика вентилятора з високоякісним гідродинамічним підшипником спеціально для Straight Power 10, який не тільки ефективний при оборотах крильчатки менше 200 об / хв, а й працює плавно при напрузі трохи вище 3 вольт. Найважливіше те, що новий вентилятор практично не створює шумів моторчика, підшипника і повітряного потоку, навіть під навантаженням. Straight Power 10 є першим блоком живлення, який виробляє фоновий шум трохи більше 10 дБ (А) при низькому робочому навантаженні. Для подальшого зниження турбулентності ми оптимізували пристрій кріплення решітки вентилятора, відстань між решіткою і вентилятором, і розташування компонентів на друкованій платі.

Електроніка керування вентилятором в блоці живлення була модифікована для старту нового вентилятора при напрузі трохи більше 3 вольт. Одна тільки ця задача вимагала при розробці багато часу і ресурсів, але вона була виправдана досягненням зовсім нового рівня якості та тиші. Давайте порівняємо прогрес в області розвитку форми і функції:

Той, хто придивиться уважніше, побачить не тільки нову конструкцію вентилятора, але і помітить модифікований вхідний отвір із зміненою геометрією. За допомогою воронкоподібного входу ми змогли звести до мінімуму турбулентність, все ще досить чутного, вхідного потоку повітря. Спеціально розроблений 6-полюсной моторчик з тихим ходом підшипника є практично беззвучним на всіх швидкостях. Як уже згадувалося, вентилятор Straight Power10 стартує і працює при оборотах трохи нижче 200 об / хв, використовуючи напругу трохи вище 3 вольт і, отже, класифікується як перший блок живлення з робочим рівнем шуму в межах 10 дБ (А). Це доводить, що напівпасивну концепцію, враховуючи пов'язані з нею ризики відмов, просто як не потрібну.

Зображення: навіть при оборотах менше 190 об \ хв   вентилятор працює плавно 

Звичайно, опис отриманих нами результатів не передає всього обсягу роботи, виконаної в лабораторії для їх досягнення. Дуже багато часу забрала робота в безлунній камері, так що результат повинен бути вражаючий. Ми навіть поліпшили нашу безлунну камеру, яка дуже добре ізольована і облицьована зсередини спеціальним акустично-абсорбуючим матеріалом.


Надійне рішення для проблем з високопродуктивними графічними картами 

Знову і знову ми отримуємо повідомлення від наших клієнтів про те, що їх графічні карти випромінюють високочастотні шуми при певних навантаженнях. Причина: сучасні відеокарти з енергозберігаючими механізмами можуть віріювати напруги на ядрі і завантаження GPU в межах мікросекунд. Через це, при роботі в режимі максимального завантаження можуть відбуватися значні коливання струму в лініях PCI Express. Ці флуктуації часто стають причиною коливань котушок перетворювачів струму відеокарти або блоку живлення. Саме цей звук чують користувачі як високочастотний шум, на який багато виробників БЖ не хочуть звертати увагу.

Всі дискусії на цю тему зводяться до одного питання - "чи є вирішенням цієї проблеми блоки живлення з однією або декількома лініями?". Але причина проблеми насправді в іншому: високочастотні зміни навантаження призводять до екстримальних і незгладженних пікам напруг, змінюючи тим самим споживану системою потужність швидше, ніж це можуть забезпечити більшість блоків живлення.

be quiet! шукав оптимальне рішення цієї проблеми і знайшов його! Ми збільшили вихідну потужність згладжуючих електролітичних конденсаторів на 12В лінії, які тепер мають чотири конденсатори на основній платі, а також ми встановили додатково твердотільні конденсатори з низьким рівнем пульсацій для плат з системою знімних кабелів, щоб безпосередньо фільтрувати піки споживання графічної карти.

У порівнянні з Straight Power E9, ми значно збільшили ємність і частотну стабільність цих конденсаторів. Це не тільки покращує надійність та експлуатацію, але також здатність легко долати коливання навантаження і пікові струми. При всьому цьому блоки живлення істотно збільшили свій термін служби.

 

 

Цей приклад ілюструє, наскільки важливою є співпраця з виробниками комплектуючих і спостереження за тенденціями ринку. Навіть незначні зміни особливостей і модифікацій комплектуючих ПК мають величезний вплив на блок живлення. Саме тому ми постійно шукаємо рішення для найкращої сумісності з ними і найнижчого рівня шуму. Доказом цього є наші останні тестування: там, де інші виробники змушені використовувати блоки живлення потужністю хоча б в 850 або 1000 Ватт, щоб впоратися зі швидкісними змінами пікових навантажень (і навіть в цьому випадку виробляючи надзвичайно високий рівень небажаних шумів), наш Straight Power 10 потужністю всього в 500Ватт відмінно показав себе практично безшумним у всіх випробуваннях і тестах! Тестування проводилося на базі платформи Z97 і різних графічних карт. Серед них були GTX Titan-Z і R9-295X2. З цим екстремальним навантаженням система залишалася стабільною протягом всіх тестів, а блок живлення залишався безшумним, навіть коли навантаження перевищила 100 відсотків.

(Будь ласка, зверніть увагу, що наше тестування служило демонстрацією того, наскільки добре працює Straight Power 10 у системах, призначених для постійної роботи під навантаженням, в яких повинні використовуватися блоки живлення потужністю хоча б в 650 Ватт)

 

Ми прислухаємося до вас, тому що конструктивний зворотній зв'язок надзвичайно важливий для нас

Завдяки зв'язку з клієнтами, ми врахували ваші побажання і наш 8-піновий кабель (живлення процесора) став довшим в новому Straight Power 10. Це дозволило користувачам підключати його навіть в дуже великих корпусах. Додатково, на прохання багатьох користувачів, тепер ми комплектуємо модульні кабелі в чорному кольорі.

Як логічний висновок описаних вище проблем з відеокартами, тепер ми використовуємо в блоках живлення 12-контактні роз'єми PCI Express для графічних карт, а також ми передбачили окремі кабелі для кожного роз'єму. Звичайно ж, ми розраховуємо розріз наших проводів так, щоб вони завжди були достатніми для пікових навантажень відеокарт найвищої продуктивності.

 

Заключення 

Як Ви бачите з цього опису наших останніх розробок Straight Power 10, ми робимо все що в наших силах, щоб створити продукт, який набагато перевищує характеристики попереднього покоління. Ми застосовуємо знання, отримані від зворотного зв'язку з нашими покупцями, дилерами і рецензентами. Ми уважно вивчаємо ситуацію на ринку і надаємо високе значення зауваженням і побажанням наших клієнтів. Наша мета полягає в тому, щоб задовольняти ваші вимоги і розвивати нові технології, роблячи при цьому продукцію краще, ніж попередня, в плані продуктивності, якості та низького рівня шуму. Ось чому ми вкладаємо стільки часу і зусиль в розвиток наших продуктів.

Результат у вигляді Straight Power 10 підкорить Вас у всіх відношеннях - оскільки новий Straight Power 10 не тільки оснащений новітніми технологіями, він тихіший, ніж будь-коли до цього, але і тому, що він був створений з найвищою увагою до деталей і винятковим вимогою до якості.