Antec, be quiet! und Cougar im Test: Straight Power 11 führt die 550-W-Oberklasse wieder an 2/5

Nico Schleippmann 174 Kommentare

Technik im Detail analysiert

Nach dem Lösen der Schrauben und dem Öffnen des Netzteils fällt der Blick auf die Elektronik. Wie immer gilt: Nicht nachmachen – Lebensgefahr!

Die Technik des Antec EarthWatts Gold Pro 550W baut auf der Focus-Plus-Gold-Serie von Sea Sonic auf. Neben der eingeschränkteren Modularität gibt es auch ein anderes DC-DC-Modul für die Wandlung der Minor-Rails. Das be quiet! Straight Power 11 550W und das Cougar GX-F 550W sind Neuentwicklungen, die von FSP beziehungsweise bei Cougar vom Mutterunternehmen HEC hergestellt werden. Die eingesetzten Topologien sind größtenteils ähnlich. So bestehen die Wandler aus einer aktiven PFC, einem LLC-Resonanzwandler, einem Synchrongleichrichter und DC-DC-Abwärtswandlern. Mit einer Vollbrücken- anstatt Halbbrückenbeschaltung des Resonanzwandlers wird der Haupttransformator des EarthWatts Gold Pro 550W etwas besser ausgesteuert.

Technische Daten EarthWatts Gold Pro 550W Straight Power 11 550W GX-F 550W
Primärseite
EMV-Filter 2 X-, 4 Y-Kondensatoren, 2 CM-Drosseln, Ferrit
Sicherungen Feinsicherung, MOV
Brückengleichrichter 2 GBU1006 GBU10K GBU606L
Aktive PFC 2 MOSFETs (Great Power GPT13N50DG), 1 Diode (ST STTH8S06) 2 MOSFETs (ST STF18N60M2), 1 Diode (CREE C3D06060G) 2 MOSFETs (Infineon IPD50R280CE), 1 Diode (Hestia Power H2S060H004)
Einschaltstrombegrenzer NTC + Relais
Zwischenkreiskondensator Rubycon (MXH-Serie) 270 µF, 400 V, 105 °C Nichicon (GN-Serie) 470 µF, 420 V, 105 °C Nippon-Chemi-Con (KMW-Serie) 470 µF, 400 V, 105 °C
Standby-IC Excelliance MOS EM8569 2608K Power Integrations TNY280PN
Konvertertopologie LLC-Vollbrücke LLC-Halbbrücke
Schalter 4 Great Power GPT10N50 2 ST STF22NM60N 2 Infineon IPA65R190CFD
Sekundärseite
Wandlung Minor-Rails (5 V und 3,3 V) DC-DC
Gleichrichter +12 V 2 MOSFETs (NXP PSMN2R6-40YS) 2 MOSFETs (Toshiba TPHR8504PL) 2 MOSFETs (TI CSD18512Q5B)
DC-DC-Schalter 5 V und 3,3 V je 2 Ubiq QM3004D je 2 Diodes DMN3009SK3 je 1 Ti CSD87350Q5D
Filterkondensatoren +12 V Feststoffkondensatoren 4 470 µF und 5 330 µF und 2 Nippon-Chemi-Con-Elkos 3.300 µF Feststoffkondensatoren 4 820 µF und 2 470 µF und 4 Nippon-Chemi-Con-Elkos (KZE-Serie) 2.200 µF Feststoffkondensatoren 4 1.000 µF und 4 470 µF und 3 Teapo-Elkos (SC-Serie) 2.200 µF
Filterkondensatoren 5 V Feststoffkondensatoren 3 560 µF und 1 220 µF 2 Feststoffkondensatoren 560 µF 1 Teapo-Elko (SC-Serie) 2.200 µF und 1 Feststoffkondensator 470 µF
Filterkondensatoren 3,3 V Feststoffkondensatoren 3 560 µF und 1 220 µF 2 Feststoffkondensatoren 560 µF 1 Teapo-Elko (SC-Serie) 2.200 µF und 1 Feststoffkondensator 470 µF
Filterkondensatoren 5 VSB 2 Nippon-Chemi-Con-Elkos (KZE-Serie) 2.200 µF 1 Rubycon-Elko (YXG-Serie) 2.200 µF und 1 Nippon-Chemi-Con-Elko (KZH-Serie) 1.500 µF Nippon-Chemi-Con-Elkos 1 2.200 µF (KZE-Serie) und 1 1.000 µF (KY-Serie)
Supervisor-IC Weltrend WT7527V Weltrend WT7579 Weltrend WT7527V
Lüfter
Modellbezeichnung Hong Hua HA1225H12S-Z be quiet! Silent Wings BQ SIW3-13525-HF Cougar S1352512H
Technische Daten 120 mm, FD-Gleitlager, 2.200 UPM 135 mm, FD-Gleitlager, 1.500 UPM 135 mm, HD-Gleitlager, ? UPM

Die Eingangsfilterung besteht bei allen drei Netzteilen aus den gleichen Komponenten, die in ausreichender Zahl verbaut wurden, um die Funkstörspannungen vom Netzteil effektiv zu filtern. Genauso wurde an die wichtigen Schutzeinrichtungen der Feinsicherung und des MOVs als passiven Überspannungsschutz gedacht. Der Strom wird anschließend über einen beziehungsweise bei Antec über zwei Brückengleichrichter gleichgerichtet. Eine sinusförmige Stromaufnahme wird jeweils über eine aktive PFC sichergestellt, die die aufgenommene Energie im Zwischenkreiskondensator speichert. Hierbei nutzen alle drei Hersteller Elkos japanischer Marken, wobei insbesondere das Nichicon-Fabrikat im Straight Power 11 550W hervorzuheben ist, das eine Lebensdauerbewertung von 3.000 anstatt der standardmäßigen 2.000 Stunden bei 105 °C besitzt. Mit der Alterung dieses Elkos können eine Verringerung der Stützzeit und Effizienz sowie eine Erhöhung der Restwelligkeit einhergehen. Generell kann dessen Alterung bei Betrieb im 230-Volt-Netz aber vernachlässigt werden.

Die Schaltverluste der MOSFETs können mittels des LLC-Resonanzwandlers auf einem Minimum gehalten werden, die zudem aufgrund ihrer Superjunction-Technologie nur sehr wenig Leitverluste verursachen. Eine weitere Verbesserung haben die Halbbrücken-MOSFETs des GX-F 550W erfahren, die eine schnelle Body-Diode besitzen, um mögliche Fehlerbetriebszustände des Wandlers zu umgehen. Die synchrone Gleichrichtung der 12-Volt-Schiene erfolgt jeweils mittels SMD-MOSFETs auf der Unterseite der Platine, die aufgrund ihrer geringeren Leitverluste klar im Vorteil sind gegenüber denen mit Durchsteckmontage, wie sie beispielsweise noch im Straight Power 10 genutzt wurden. Weil die Entwärmung dieser Bauteile am kritischsten ist, wurde an dieser Stelle der Thermistor für die Lüftersteuerung angebracht. Cougar setzt ein spezielleres Layout für die Synchrongleichrichter mit einer vertikalen Platine um, die über Aluschienen mit dem Transformator verbunden ist. Deshalb unterscheidet sich dieses auch in der Kühlung, weil der Kühlkörper direkt auf die MOSFETs aufgebracht wurde. Demgegenüber wurden bei Antec und be quiet! Kühlfinnen durch das Board hindurchgesteckt und mit den MOSFETs verlötet, was eine ebenso gute Kühlleistung erlaubt. Einen weiteren Entwärmungspfad sieht be quiet! über das Netzteilgehäuse vor, das über Wärmeleitpads an die Hitzequelle angebunden ist. Weil die MOSFETs des Straight Power 11 550W im Vergleich den geringsten Leitwiderstand besitzen, ist deren Kühlung zudem weniger aufwändig.

Für die DC-DC-Abwärtswandler wurden extra Platinen vorgesehen. Während be quiet! diese an den Rand des Netzteils gelegt hat, haben sich Antec und Cougar aus Platzgründen für eine zentralere Platzierung entschieden, um die Gehäusetiefen von 140 und 150 mm realisieren zu können. Unter anderem diese Designentscheidung führt dazu, dass in Relation ein größeres Volumen ausgefüllt ist, was aus strömungstechnischer Sicht ungünstiger ist. Die Miniaturisierung hat Antec zudem mittels des doppelseitig beschichteten PCBs perfektioniert, weil dadurch das Schaltungslayout weniger Platz wegnimmt.

Elko-Mix hoher Qualität

Die Filterung der Restwelligkeit erfolgt über eine Mischung aus Elkos mit flüssigem und festem Elektrolyt. Aus diesem Grund kann bei allen Netzteilen von einer überdurchschnittlichen Lebensdauer für die Elkos ausgegangen werden. Während die flüssigen Varianten bei Antec und be quiet! im Wesentlichen von Nippon Chemi-Con stammen, setzt Cougar hauptsächlich auf die taiwanische Marke Teapo. Mit deren 105-°C-Spezifizierung wurde aber in allen drei Fällen auf eine adäquate Bestückung gesetzt. Zusätzlich zu den in den Tabellen genannten Kondensatoren kommt außerdem eine Vielzahl an Feststoffkondensatoren auf der Kabelmanagement-Platine hinzu, die keiner expliziten Schiene zugeordnet werden konnten. Die Kabelmanagement-Platinen von be quiet! und Cougar sind direkt miteinander verbunden, wovon sich die Hersteller einen besseren Wirkungsgrad und effektiveren Luftstrom versprechen. Die kleine Kabelmanagement-Platine von Antec ist demgegenüber über Kabel angebunden.

Mit dem Weltrend WT7527V besitzen Antec und Cougar denselben Supervisor-IC, in dem alle wichtigen Schutzschaltungen implementiert sind. Zur Überwachung aller vier 12-Volt-Kanäle des Straight Power 11 550W hat be quiet! allerdings zum größeren Weltrend WT7579 greifen müssen. Die Löt- und Verarbeitungsqualität sind bei allen Probanden erhaben, hier lassen sich anhand der Testmuster keine Mängel erkennen.

Geringe Lautstärke und lange Lebensdauer durch hochwertige Lüfter

Alle drei Probanden können hochwertige Lüfter vorweisen, die mit fortschrittlicheren Gleitlagervarianten ausgestattet sind – genauer gesagt FDB bei Antec und be quiet! sowie HDB bei Cougar. Weil das Netzteil von be quiet! nur bis 40 statt 50 °C Umgebungstemperatur freigegeben ist, konnte der Hersteller ein Lüftermodell mit sehr niedrigen 1.500 Umdrehungen pro Minute wählen, wodurch auch eine sehr geringe Drehzahl bei Niedriglast erzielt werden konnte. Weil zusätzlich ein sechspoliger Motor integriert ist, erfährt der Rotor ein gleichmäßigeres Drehmoment, was eine geringere Drehzahl weiter begünstigt. Zum Führen des Luftstroms musste Antec einen Teil des Lüfters mit einer Folie abdecken. Diese kann sich allerdings bei bestimmten Drehzahlen mit Resonanzen akustisch bemerkbar machen.

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