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Test: Drei neue Netzteile im Bereich 550 bis 650W - Testsystem und Spannungen

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Seite 5: Testsystem und Spannungen

Wir testen die Netzteile nicht an elektronischen Lasten, sondern an der Stelle, an der sie eigentlich auch arbeiten sollen, nämlich einem PC. Dies schränkt die Testmöglichkeiten etwas ein, da nicht beliebige Lastpunkte angefahren werden können und mangels Messmöglichkeit auf der Sekundärseite eine genaue Bestimmung des Wirkungsgrades nicht möglich ist. Diese Messmethode hat aber auch ihre Vorteile, denn der natürliche Einsatz belastet die Netzteile anders, als es elektronische Lasten tun. Dadurch offenbaren manche Netzteile erst ihre Schwächen, beispielsweise die Neigung zu fiependen Geräuschen bei stark wechselnden Lasten (siehe z.B. Test in der Hardwareluxx [printed] 05-2010).

Das zum Einsatz kommende Testsystem basiert auf den folgenden Komponenten:

  • Intel Core i7-980X (per Multi auf 4 GHz übertaktet / VCore 1,4V)
  • ASUS Rampage III Gene
  • 6 GB Corsair (CMGTX1, Triple Channel, DDR3-1333 Betrieb)
  • Single/CrossFire ATI Radeon 4850 (700/1100 MHz)
  • Crucial RealSSD 64 GB

Mittels speziell präparierter Adapter können Spannungen am ATX-Hauptstromkabel ("12V1") und am ATX12V-Kabel ("12V2") abgriffen werden, die mit einer DAQ-Box im Betrieb kontinuierlich geloggt werden. Weiterhin wird die primärseitige Leistungsaufnahme mit einem VC940-Multimeter und Leistungsmessadapter aufgenommen und ebenfalls durch den Messrechner gespeichert. Daneben werden bei bestimmten Testabschnitten mit einem DSO (digitales Speicheroszilloskop) die Ripple-Spannungen betrachtet.

Der Verlauf der Ausgangsspannungen ist über einen Durchlauf des 3DMark Vantage dargestellt. Das Testsystem lief hierbei im CrossFire-Modus, was eine primärseitige Leistungsaufnahme zwischen 200 und 350 Watt zur Folge hatte. Der Wertebereich des Diagramms entspricht dabei ungefähr dem nach der ATX-Norm zulässigen Toleranzfeld. Im Falle der 12 Volt darf die Spannung +-5% schwanken, d.h. sie muss sich im Fenster zwischen 11,40 und 12,60 Volt bewegen. Bei 3,3 und 5 Volt ist der Toleranzbereich ebenfalls +-5% groß. Bei lastbedingten Spannungseinbrüchen im Diagramm ist zu beachten, dass diese vereinfacht gesagt durch zwei Faktoren bedingt werden, der Arbeit der Spannungsregelung im Netzteil und dem ohmschen Widerstand der Kabel. Letzterer Einflussfaktor sollte allerdings bei allen Netzteilen ungefähr gleich groß sein.

Die Leistungsaufnahme der vorhandenen Hardware reicht bei diesen Testkandidaten nicht zu einer vollen Auslastung der Hardware, daher haben wir zur Ergänzung eine einfache Stromsenke angeschlossen, welche nur beim Lastpunkt "Volllast" zugeschaltet wird und zusätzliche 10 Ampere auf der 12V-Seite aufnimmt.

 

be quiet! Straight Power E8-CM-580W

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Das be quiet! zeigt auch hier eine sehr gute Vorstellung. Die Werte für 12V liegen an beiden Messpunkten optimal knapp über dem Nominalwert. Die lastbedingten Schwankungen fallen insgesamt recht gering aus. be quiet! hat hier mit der neuen Plattform anscheinend eine sehr gute Wahl getroffen.

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Auch bei den Nebenspannungen 3,3 und 5 Volt ergibt sich ein sehr positives Bild. Die 5V-Schiene liegt zwar recht hoch im Toleranzbereich, aber aufgrund der sehr geringen Schwankungen hat dies keine Bedeutung.

Die Ripple-/Noise-Spannungen sind ebenfalls unauffällig. Bei Belastung des Testsystems durch Prime95 liegen die Werte an den 12V-Messpunkten im Bereich 40-50 mV(pp) und auf 3,3V bzw. 5V in der Größenordnung um die 20 mV(pp). Erlaubt sind laut ATX-Design-Guide auf 12V bis zu 120 mV(pp) und 50 mV(pp) bei den beiden Nebenspannungen.


Cougar CMX 550W

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Dem Cougar CMX 550W machen die Lastwechsel auf 12V schon etwas mehr zu schaffen. Die Werte liegen sehr gut im Toleranzfeld und die lastbedingte Einbrüche von bis zu 0,3 Volt an den 12V-Messpunkten sind nur ein kosmetisches Problem.

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Bei den 3,3V und 5V sieht die Lage besser aus, denn beide Spannungen liegen nahe dem jeweiligen Optimalwert und weisen nur geringe Schwankungen auf.

An beiden Diagrammen lässt sich aber gut erkennen, dass das CMX 550W ohne DC-DC-Topologie auskommen muss. Bei konventionellen Designs lassen sich die drei Hauptspannungen nicht unabhängig voneinander regeln. Dadurch, dass die Regelung aller Ausgangsspannungen im Prinzip nur von einer Spannungsschiene, meist der 3,3V-Seite, abhängt, führen ungleichmäßige Belastungen zu verschiedenen Effekten. In den obigen Diagrammen erkennt man, dass die Nachregelung der 3,3 Volt unter Last zu einem entsprechenden Spannungsanstieg auf der weniger belasteten 5V-Schiene führt. Die Belastung der 12V-Schienen durch das Testsystem bewegt sich im vorgesehenen Rahmen, sodass sich der Einbruch dort ebenfalls eine normale Größenordnung aufweist. Würde jedoch die Belastung der 12V-Schienen deutlich höher liegen, so würde auch der Spannungseinbruch auf 12 Volt größer werden, da ja das Netzteil die Mehrbelastung prinzipbedingt nicht ausregeln kann. Bei bestimmungsgemäßen Einsatz ohne extrem asymmetrische Belastungen hat dies in der Praxis aber keine direkten Auswirkungen. Netzteile mit DC-DC-Topologie haben dieses Problem nicht, da bei ihnen jede Spannungsschiene im Prinzip einzeln geregelt wird. Im Idle-Betrieb des Testsystems mit nur einer Grafikkarte liegt die Stromaufnahme auf 12 Volt bei ungefähr 5 Ampere. Ein Zuschalten einer 35A-Last, womit die zusammen 40 Ampere starken 12V-Schienen des CMX 550W dann voll belastet werden, resultiert in einem ca. 0,6 Volt großen Spannungseinbruch auf 12 Volt. Das XFX Core Edition Pro 650W mit DC-DC-Topologie zeigt auf eine relativ gesehen gleich starke Belastung in Form einer 48 Ampere Zusatzlast keine Reaktion, die Werte an den 12V-Messpunkten bleiben schlichtweg unverändert.

Bei den Ripple-/Noise-Spannungen zeigt sich gegenüber früheren CM-Modellen eine deutliche Verbesserung. Zwar liegen die Werte auf 12 Volt mit 50-75 mV(pp) bzw. 15-20 mV(pp) auf 3,3 Volt und 5 Volt auch nur im durchschnittlichen Bereich, aber die alten CM-Modelle zeigten teils deutlich schwächere Leistungen.


XFX Core Edition Pro 650W

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Das XFX Pro 650W wird seinem Anspruch, ein leistungsfähiges Netzteil zu sein, im Testverlauf durchaus gerecht. An beiden 12V-Messpunkten zeigen sich nur geringe Schwankungen, auch ist die Lage der Spannungen im ATX-Toleranzfeld als optimal zu bezeichnen.

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Bei den Nebenspannungen bietet das XFX mit perfekt stabilen Ausgangsspannungen eine ebenso souveräne Darstellung.

In Sachen Ripple-/Noise-Spannungen leistet sich das XFX Pro 650W ebenfalls keine Schwächen. Mit 40-60 mV(pp) auf 12 Volt und 10-20 mV(pp) auf 3,3 bzw. 5 Volt werden die erlaubten Wertebereiche sicher eingehalten.


Insgesamt sind alle drei getesteten Netzteile in Sachen Spannungsstabilität soweit uneingeschränkt empfehlenswert.