Das Enermax Triathlor 385W in einem unsanften Vergleichstest...
Von Reinhard Szalghary.
Enermax hatte auf der diesjährigen CeBIT mit den Triathlor eine neue Netzteilserie im interessanten Mittelklassen-Preissegment präsentiert, die langfristig die Pro82+ Vorgänger ablösen soll. Die "vollwertigen" Modelle der Serie umfassen einen Leistungsbereich von 385 bis 550W und sind mittlerweile im Handel verfügbar. Eine günstigere aber nicht direkt vergleichbare 300W Sparversion ist für Oktober angekündigt. Das Enermax Marketing assozziert die Netzteile mit Leistung, Kraft und Ausdauer und spendet mit jedem Triathlor-Netzteil einen Euro an die Deutsche Sporthilfe.
Verglichen mit den Vorgängern liegt die technische Besonderheit im DC-to-DC Design mit Schaltregler-Modulen für 5V und 3,3V sowie einer aktiven Gleichrichtung bei 12V. Unverändert blieben die kompakten Gehäuseabmessungen und die Gewährung von 3 Jahren Garantie.
Ich bedanke mich bei Benjamin Schäfer vom Enermax Marketing für die freundliche Überlassung eines Testexemplares. Mein Bericht wird jedoch kein PR-Artikel. Vielmehr werde ich wie üblich den untersuchten Netzteilen mit eigenen technischen Tests genau auf den Zahn fühlen. Ich werde auch ein Blick darauf werfen, ob Enermax die technische Aufwertung der Pro82+ Serie ohne Sparmaßnahmen an anderer Stelle realisieren konnte.
Ich habe aus meinem Umfeld wieder einige interessante Netzteile zum Vergleich zusammengetragen:
(*) Das Pro82+ wurde leicht modifiziert u.a. mit einem Twister-Lager-Lüfter der ErPro-Serie und besseren Kondensatoren im Ausgangsfilter, was sich aber nur geringfügig, v.a. im Ripple und Noise Test, auswirken wird.
(**) Auch beim AOpen, einem FSP OEM Netzteil, wurde im 12V Ausgangsfilter bereits ein minderwertiger Elko ersetzt.
Der Test wird also zeigen, wie sich das Triathlor gegen den direkten Vorgänger Pro82+ und einem Konkurrenzmodell aus der günstigen 80 Plus Gold Klasse schlägt. Das AOpen habe ich in den Vergleich aufgenommen, um einen Eindruck zu bekommen, wie ein etwas älteres Netzteil ohne 80 Plus Zertifizierung und mit passiver PFC sich gegen aktuelle Modelle schlägt. Solche Netzteile findet man heute noch bei manchen Gehäuse-Serien, sie sind auch in Büro-PCs recht verbreitet.
Enermax Triathlor 385W
Das DC-to-DC Design
Während herkömmliche Netzteile 5V und 3,3V gemeinsam mit den 12V generieren und dann für 12V und 5V nur eine gemeinsame Spannungsregelung aufweisen, besitzt das Triathlor nur eine 12V Schiene und überlässt zwei sekundären Schaltregler-Modulen die Versorgung der 5V und 3,3V Schienen. Die effizienten Schaltregler reduzieren die maximale sekundäre Verlustleistung, verbessern in der Praxis den Wirkungsgrad jedoch kaum, da moderne CPUs und GPUs allein aus der 12V Schiene versorgt werden. Der praktische Vorteil liegt vielmehr darin, dass an der wichtigen 12V Schiene nun die gesamte Netzteilleistung abgerufen werden kann und jede Versorgungsschiene eine unabhängige Spannungsregelung aufweist und somit von der Belastungssituation der anderen Schienen unabhängig ist.
Das Netzteil weist wie der Vorgänger ein vollständiges Set an Schutzschaltungen auf, einschliesslich Übertemperatur und Überstrom an zwei separat überwachten 12V Strängen. Lediglich die Sicherung gegen unzureichende Eingangsnetzspannung ist nicht mehr vorhanden.
Der ausschließliche Einsatz japanische Marken Elektrolyt-Kondensatoren ("Elkos") schafft Vertrauen. Gerade taiwanesische NoName Elkos sind in der Vergangenheit häufiger ausgefallen und haben Zweifel an der Glaubwürdigkeit der Herstellerangaben begründet. Ähnlich wie Lüfter sind auch Elkos Bauteile, die einer Alterung unterliegen. Ausgehend von ihrer Nenntemperatur (z.B. 105 Grad) verdoppelt sich ihre Lebenserwartung mit je 10 Grad absinkender Temperatur.
Äußerlichkeiten
Das Gehäuse des Netzteils wurde matt schwarz lackiert. Beim Einbau sollte man ein wenig aufpassen, der Lack weist keine besondere Kratzfestigkeit auf.
Die Kabelstränge des Triathlor sind für einen µATX Tower etwas lang. Ich wünschte mir bei kleineren Leistungsstufen kürzere Kabel. Andererseits sind auch bei Midi-Towern mit Netzteilposition am Gehäuseboden keine Schwierigkeiten zu erwarten. Weniger schön ist, dass das Netzteil zwar mit 100W Summenlast an 3,3V und 5V auch für eine grössere Anzahl von Laufwerken kräftig genug ist, aber nur 2 Kabelstränge für Laufwerke aufweist, an denen sich jeweils nur 2 SATA-Stromanschlüsse befinden. Ohne weitere Adapter sind also nur 4 SATA-Laufwerke anschliessbar.
Einige technische Details
Was mir an Enermax-Netzteilen immer wieder gefällt, ist der sorgfältige, durch lange Erfahrung optimierte Aufbau auch bei den günstigeren Modellen nach dem Motto: so sorgfältig wie möglich, aber nur so teuer, wie nötig. Wo andere Hersteller Kühlkörper mal eben aus einem Stück Blech stanzen, verwendet Enermax individuell entwickelte Profilkühlkörper.
Das Layout ist Enermax-typisch durchdacht, etwas ungünstig wirkt aber die Nähe der 3,3V und 5V Module zur Netzeingangsfilterplatine. Hier wurde eine elektrische Isolierung eingesetzt, aber keine Abschirmung.
Dazugelernt hat Enermax bei den grossen Drosseln: unter den empfindlichen Kupferlackdrähten der Ausgangsdrossel befinden sich keine Bauteile oder Drahtbrücken mehr, die PFC-Drossel bekam einen Platinen-Sockel. Neu ist auch die Optimierung des Luftstroms durch einige Folien.
Die verwendeten Bauteile lassen trotz geräusch-optimierter Kühlung keine Zweifel ob ihrer Zuverlässigkeit.
Die Bestückung der Elkos entspricht im Wesentlichen der bewährten Pro82+ Serie. Der primärseitige Siebe-Elko ist ein 220µF/400V Panasonic Typ der kompakten 85 Grad UQ Serie. Er befindet sich an einer thermisch nicht kritischen Position, so dass die Lebenserwartung unbedenklich ist, solange das Netzteil nicht als Entlüftung einer semi-passiv gekühlten CPU bereits heisse Abluft einsaugt. Alle übrigen Elkos sind Nippon-Chemikon 105 Grad Typen. Im Ausgangsfilter kümmern sich drei 2200µF 16V KZE um die 12V Schiene, die übrigen stammen aus der KY Serie.
Die primären Schalttransitoren sind vom Typ P18N50C und sollten etwas verlustärmer arbeiten, als die "Allerweltstypen" 2sk2698 des Vorgängers. Als PFC-Diode kommt die 25ns schnelle STTH8R06 (8A) zum Einsatz.
Für die 5V Standby-Versorgung wird nicht mehr eine einfache diskrete Schaltung, sondern ein spezieller IC eingesetzt, auf den ein eigener Minikühlkörper geschraubt wurde.
Um die Verluste zu reduzieren, verwendet Enermax sekundärseitig in der Gleichrichtung nicht mehr einfache Schottky-Dioden, sondern elektronisch synchron angesteuerte MOS-Feldeffekttransistoren. Diese wurden auf einen dafür noch überraschend großen Kühlkörper geschraubt.
Die DC-to-DC-Schaltregeler-Module für 3,3V und 5V kommen mit erstaunlich wenigen Bauteilen aus. Neben den SMD-Bauteilen sind das jeweils eine Drossel und einige kompakte sowie langlebige Polymer-Feststoffkondensatoren (2x 820µF/6.3V + 100µF/16V ausgangsseitig, 470 µF/16V eingangsseitig) zur Pufferung.
Jede Versorgungsleitung verfügt über eine Entstördrossel im Ausgangsfilter, die Hersteller gerne mal einsparen. Diese wirken zusammen mit Kondensatoren als Ausgangsfilter störenden Spannungsspitzen (Spikes) entgegen, die durch die schnellen Schaltvorgänge entstehen und sich unkontrolliert ausbreiten können, wenn sie nicht gleich an der Quelle wirksam bekämpft werden. Ergänzende keramische SMD-Kondensatoren hat Enermax beim Triathlor hingegen nicht vorgesehen.
Im Netzeingangsfilter werden zwei stromkompensierte Drosseln und ein Ferritkern eingesetzt, auch ein Varistor als Überspannungsschutz ist vorhanden. Das Pro82+ besitzt noch eine weitere einfache Drossel, die Gegentaktstörungen der PFC-Schaltelektronik abdämpft. Wie üblich wird ein Heißleiter (NTC-Widerstand) als Einschaltstrombegrenzer eingesetzt. Ein Relais, das diesen mit geringen Verlusten behafteten NTC dann nach dem Einschalten überbrückt, wurde im Platinenlayout auch mal vorgesehen, aber nicht umgesetzt.
In seinen Mittelklasse-Netzteilen verwendet Enermax traditionell imprägnierte Platinen auf Basis von Papierfasern mit einseitiger Kupferkaschierung. Die robusten, aber in der Verarbeitung teureren Platinen auf Basis von Glasfasergewebe bleiben höherpreisigen Serien vorbehalten.
Auch die Bestückungs- und Lötqualität der Platine gibt es keinen Anlass zu Kritik.
Für die Strommessung der Überstrom-Sicherung werden jetzt zwei präzise SMD Shunt-Widerstände für die beiden 12V Stränge verwendet.
Als Lüfter kommt ein bewährter Enermax T.B. Silence (ED122512H-DD) zum Einsatz, der nicht nur leise läuft, sondern dabei auch einen guten Luftdurchsatz entwickelt und mit dem "Twister-Lager" eine hohe Lebenserwartung von 100.000 Stunden MTBF verspricht. Auf welche Temperatur sich diese Angabe bezieht, verrät Enermax nicht (also vermutlich Zimmertemperatur). Der Lüfter ist dreipolig und mit einem kleinen Stecker versehen. Das Pro82+ verwendete noch einen vierpoligen Lüfter mit besonders geringer Anfangsdrehzahl und Möglichkeit der Überwachung durch das Mainboard.
Belastungs-Tests
Um das Verhalten eines regelungstechnischen Systems untersuchen zu können, genügt nicht die Auswertung mit verschiedenen statischen Lasten. Ein realer PC ist schliesslich keine konstante Last. Moderne CPUs und GPUs haben sowohl effektive Energiesparmechanismen, als auch einen hohen Leistungsbedarf unter voller Last. Zwischen diesen Situationen können sie schnell umschalten. Ein PC-Netzteil muss daher wechselnde Lastsituationen ausregeln und darf dabei auch nicht kurzzeitig den Toleranzbereich der Spannungen verletzen.
Benötigt werden daher kurze, definierte Belastungsimpulse. Bei zyklischen Lastimpulsen fangen Netzteile mit schlecht gewickelten Spulen oder Trafos auch gerne an zu brummen, summen, singen oder zirpen. Diese Geräuschentwicklung der "Elektronik" wollte ich ebenfalls testen können. Für solche Tests habe ich eine kleine Schaltung entwickelt.
Prinzipschaltbild der Lastschaltung
Die Lastschaltung besteht aus einem Impulsgeber, dessen High- und Low-Zykluszeiten getrennt einstellbar sind. Dieser Impulsgeber schaltet zwei geregelte Stromquellen permanent zwischen präzise einstellbarem hohen und niedrigen Laststrom um. Zwei Kanäle waren notwendig, da die hohe Verlustleistung einer PC-Netzteil Maximallast nicht mit einem Leistungstransistor beherrschbar ist. Natürlich ist der Impulsgeber auch abschaltbar, so dass eine kontinuierliche Last entsteht. Die Belastung erfolgt am 4-pin 12V Stecker zur CPU-Versorgung.
Bei einem früheren Test hatte ich Probleme mit der Temperaturdrift von Widerständen, die ich nun durch Verwendung von temperaturstabilen Typen vermieden habe. (Als günstige Strommesswiderstände habe ich z.B. 2x20 parallele 1 Ohm 1% Metallfilmwiderstände verwendet.)
Der Testaufbau
Die Lastschaltung (ohne Leistungstransistoren)
In einem SPCR Artikel wurde die reale Lastverteilung auf den einzelnen PC Versorungsleitungen untersucht. Dabei kann als Fazit festgestellt werden, dass bei modernen PCs die 12V Schiene die Hauptlast trägt und für CPU und GPU alleine verantwortlich ist. Damit wird auch nur diese Schiene hohen dynamischen Belastungen ausgesetzt, während die 5V und 3,3V Schienen nur eine weniger schwankende Grundlast für einige On-Board Komponenten, Erweiterungskarten und Laufwerke tragen.
Für die Untersuchung des statischen Lastverhaltens der Netzteile habe ich 4 Belastungsszenarios geschaffen. "Mini-Last" simuliert einen stromsparenden PC mit integrierter GPU im Idle-Zustand, "Idle-Last" einen typischen PC mit diskreter GPU. "Grundlast" simuliert einen PC mit rechnender CPU, "Volllast" die maximale Auslastung von CPU und diskreter GPU.
Übersicht: Last-Szenarios
Die reale Last an den Netzteilen entspricht wegen abweichender Ausgangsspannungen und Verluste an den Kabeln nicht ganz diesen theoretischen Szenarios. Sie wurde auf Basis von Messungen rechnerisch ermittelt und separat dokumentiert.
Die Leistungsaufnahme der Netzteile wurde mit einem NZR SEM16+ Effektivwert-Energiemonitor gemessen und die Ausgangsspannungen mit einem Digital-Multimeter sowie einem analogen 100MHz Oszilloskop an unbelasteten Kabelsträngen.
Statisches Lastverhalten
Netzteile, die zur Gleichrichtung Schottky-Dioden verwenden, wie hier im Test das Pro82+ und das AO350, verbessern sich bei hoher Last mit der Erwärmung des sekundären Kühlkörpers im Wirkungsgrad innerhalb einiger Minuten. Ich habe die Leistungsaufnahme daher nach 5min Last bestimmt und die Netzteile insgesamt jeweils über 10min im Szenario "Volllast" beobachtet. Die Kühlkörper meiner Lastschaltung musste ich dabei durch Pusten immer wieder subprofessionell kühlen. :-) Eine aktive Lüftung wollte ich nicht verwenden, um die Geräuschentwicklung der Netzteile besser beobachten zu können.
Im Bereich der Spannungsstabilität ist das Triathlor perfekt. Die unwichtige -12V Schiene driftet mit -4% bis +3% zwar recht stark, hier sind jedoch auch 10% Toleranz erlaubt. Im Wirkungsgrad kann es sich erst bei höheren Lasten vom Pro82+ etwas absetzen.
Das Pro82+ hat eine etwas niedrig angesetzte 5V-Schiene, liegt aber in jeder Lastsituation gut im Toleranzbereich.
Das E9 400W beeindruckt mit seinem Wirkungsgrad, insbesondere auch bei geringer Last. Die Spannungsregulation ist hingegen nicht seine Stärke. Mit zunehmender Last an 12V wird die 5V Schiene bis zu 3,2% erhöht und dabei wurde das Netzteil noch gar nicht voll ausgelastet.
Das ältere AO350 nähert sich mit -4,4% bei 12V der 5% Toleranzgrenze. Der Wirkungsgrad ist nicht mehr zeitgemäss, was aber auch erst bei höheren Lasten wirklich ins Gewicht fällt.
Die Messwerte des Leistungsfaktors gebe ich hier unkommentiert an, weil ich keine Erfahrungen darüber habe, wie aussagekräftig die Messungen sind. Die PFC des Triathlor scheint aufgrund dieser Werte bei geringen Lasten nicht gut zu arbeiten, andererseits sind die Werte des AO350 für ein passives PFC Modell auch zu gut. Ein geringer Leistungsfaktor führt zu Energieverlusten auf Seiten der Stromerzeuger und ist für Anwender weniger wichtig.
5V-Standby Test:
Auf der Standby-Leitung sollten Netzteile zumindest genug Strom liefern können, um USB-Geräte (z.B. eine externe 2,5" Festplatte) betreiben zu können. Leistungsprobleme hatte hier kein Test-Teilnehmer. Die modernen Netzteile sind auch hier effizienter geworden, um der EU-Ökodesignrichtlinie ErP Lot 6 2013 gerecht zu werden. Wir sprechen hier allerdings von etwa 0,7 W Ersparnis.
Dynamisches Lastverhalten
Die Belastungsschaltung schaltet durch Belastung der 12V Schiene zyklisch jeweils für 2,4ms "Max-Last" und dann für 7,4ms "Min-Last". In früheren Versuchen zeigte sich, dass in diesem Zeitrahmen das Regelverhalten der Netzteile gut beobachtet werden kann. Durch die dreimal längere "Min-Last"-Phase wird die beträchtliche Verlustleistung der Testschaltung auch dauerhaft beherrschbar.
Der Intel ATX12V Power Supply Design Guide sieht für das dynamische Lastregelverhalten (Output Transient Response) eigentlich einen gleichzeitigen Belastungssprung auf eine Höhe von 40% / 60% / 30% / 30% des jeweiligen Maximalstroms von 12V1, 12V2 (CPU), 5V und 3,3V vor. Bei Netzteilen im unteren Leistungsbereich hängen 12V1 und 12V2 üblicherweise an einer Versorgungsschiene. Belastet wurde hier nur 12V2, gemessen wurde an den konstant geringfügig belasteten 12V1 und 5V.
So sieht der Verlauf des durch die Impulsschaltung aufgeschalteten Laststroms aus:
Die folgenden Oszillogramme zeigen die Spannungsschwankungen (also nur den Wechselanteil) der 12V und 5V Schiene der Netzteile über einen Zeitraum von 10ms. Die vertikale Auflösung beträgt im linken 12V Diagramm 0,1V pro Skalenmarkierung, im rechten 5V Diagramm 0,05V pro Skalenmarkierung.
Enermax Pro82+ 385W:
Enermax Triathlor 385W:
be quiet! Straight Power E9 400W:
AOpen AO350-12AHNF:
Scheinbar unscharfe Linien des Spannungsverlaufs deuten hier auf hochfrequente Störungen auf den Ausgangsspannungen hin.
Das Pro82+ bricht bei der plötzlichen Belastung der 12V Schiene auf dieser in der Spitze um 0,4V (3%) auf knapp 11,7V ein. Die schnelle Regelung steuert gegen und schwingt dabei etwas über. Der Regler arbeitet somit schnell, erzeugt aber seinerseits eine Welligkeit der Ausgangsspannung. Durch die Gegenreaktion der Regelung auf die Belastung an 12V wird in der Folge auch die 5V Schiene in der Spitze um 0,13V (2,6%) auf 5,07V mit erhöht. Daraus erklärt sich evt. auch, warum Enermax die 5V Spannung etwas geringer angesetzt hat.
Das Triathlor macht hier einfach alles besser. Der Regler ist noch etwas schneller, schwingt aber weniger über. Vermutlich durch die verlustärmere aktive Gleichrichtung ist der Spannungseinbruch auch schon vor der Gegenreaktion der Regelung mit 0,23V (1,9%) in der Spitze deutlich geringer als beim Pro82+. Die Last an 12V wird zudem exakt ausgeregelt. Die 5V Schiene ist erwartungsgemäss weitgehend unabhängig von der 12V Belastung. Allerdings sind im Moment der Be- und Entlastung unkritische, aber unschöne +/- 0,1V Spikes erkennbar.
Die Regelung des E9 400W erweist sich im dynamischen Belastungstest als zahm. Lastschwankungen werden sehr langsam ausgeregelt, zu einem Überschwingen kommt es nicht. Die Spannungsversorgung ist aber schon vor der Regelung relativ niederohmig und damit einigermassen stabil. Die 12V Schiene bricht in der Spitze um 0,32V (2,7%) auf 11,7V ein, die 5V Schiene wird in der Folge um 0,11V (2,2%) erhöht. Die maximale Erhöhung der 5V Schiene wird im beobachteten Zeitraum noch nicht erreicht, ergibt sich aber aus den statischen Lastwerten.
Die Regelung des AO350 ist nicht besonders gut. Der maximale Einbruch bei 12V beträgt nur 0,27V, aber die Regelung schwingt mit einer Welligkeit von +/- 0,1V stark nach. Sie konzentriert sich zudem zu sehr auf die 12V Schiene, so dass die folgende Überhöhung der 5V Schiene mit 0,16V (3,2%) auf 5,19V recht hoch ausfällt. Der zulässige Toleranzbereich der Spannungswerte wird jedoch nicht verletzt.
"Ripple and Noise"
Schaltnetzteile basieren auf schnellen An/Aus-Schaltern und müssen die resultierenden Spannungspulse im Ausgangsfilter erst wieder zu einer Gleichspannung filtern. Bei den schnellen Schaltvorgängen entstehen hochfrequente Spannungsspitzen (Spikes), die gleich nahe der Quelle mit Drosseln und kleinen (SMD) Kondensatoren bedämpft werden sollten, weil sie sich sonst unkontrolliert ausbreiten und die Funktion anderer Komponenten, Geräte oder den Rundfunkempfang beeinträchtigen können. Eine hohe Restwelligkeit (Ripple) belastet v.a. die Elkos in angeschlossenen Komponenten, was sich negativ auf deren Lebenserwartung auswirken kann. Die Diagramme zeigen, wie sauber die Ausgangsspannung am Netzteilausgang mit einem kontinuierlichen Lastszenario "Max-Last" (s.o.) ist. Bedingt durch die eher geringe Belastung ist der 5V Ripple jedoch kein Worst-Case-Wert.
Nach den ATX Spezifikationen darf die Restwelligkeit auf der 12V Leitung maximal 120 mV und auf der 3,3 und 5 V Leitung maximal 50 mV betragen.
Die Oszillogramme zeigen die Spannungsschwankungen (nur den Wechselanteil) auf der 12V und 5V Schiene der Netzteile über einen Zeitraum von 50µs. Die vertikale Auflösung beträgt 0,05V pro Skalenmarkierung.
Enermax Pro82+ 385W:
Enermax Triathlor 385W:
be quiet! Straight Power E9 400W:
AOpen AO350-12AHNF:
Das modifizierte Pro82+ macht deutlich, was hier möglich ist. Das gute Design von Enermax mit den originalen Entstördrosseln verbunden mit noch etwas besseren Elkos (Rubycon ZLH) und v.a. die gegen hochkapazitive Typen getauschten SMD Kondensatoren sorgen dafür, dass sowohl die Restwelligkeit als auch Stör-Spikes vernachlässigbar gering bleiben.
Leider habe ich kein unmodifiziertes Pro82+ zum Vergleich, es wäre aber sicherlich auch schon gut.
Das Triathlor weist ebenfalls eine vernachlässigbar geringe Restwelligkeit auf. Stör-Spikes wurden erkennbar bedämpft. Allerdings zeigt hier auch das Fehlen kleiner, keramischer SMD-Kondensatoren Auswirkungen. Die Spikes liegen im Bereich von +/- 0,13V bei 12V und +/-0,09V bei 5V.
Beim E9 zeigt sich ein Preis der Konzentration auf hohe Effizienzwerte. Statt gewickelter Ferritstab-Drosseln, die auch geringfügig den Wirkungsgrad verschlechtern, kommen nur Ferritperlen zum Einsatz, welche Spikes nur so weit dämpfen, wie eben nötig. Mehr als +/- 0,2V an 12V und +/- 0,16V an 5V sind keine guten Werte. Netzteile mit ausgeprägten Spikes sollte man vielleicht nicht unbedingt in PC-Gehäuse mit transparenten Plexiglas-Seitenteilen verbauen, da sie evt. auch Funkstörungen verursachen können.
Das AO350 weist mit 70mV pp einen etwas grösseren, aber noch unbedenklichen Ripple an 12V auf. Spikes sind bei 12V und 5V kein grosses Thema. Das unmodifizierte Original-AO350 wäre beim 12V Ripple etwas schlechter.
Lautstärke
Die Lautstärke habe ich beurteilt, während ich neben dem auf einem Teppich frei liegenden Netzteil-Probanten saß. Die Störgeräusche der Elektronik beziehen sich immer auf den obigen dynamischen Impuls-Belastungstest.
Enermax Pro82+:
Der trotz leichtem Schleifgeräusch leise Original-Lüfter wurde ausgetauscht. Der neue, aus der ErPro-Serie stammende Twister-Lager-Lüfter lief mit minimaler Drehzahl und war nie zu hören. Die Impulsbelastung erzeugte aber ein Summen, das auch aus normalem Abstand gut hörbar war.
Enermax Triathlor 385W:
Der 3-polige T.B. Silence läuft mit einer höheren Grunddrehzahl als der 4-polige Lüfter des Pro82+, ist dafür aber frei von Nebengeräuschen. Um ihn hören zu können, musste ich mich bei nächtlicher Stille schon dichter zum frei liegenden Netzteil vorbeugen. Im Szenario "Volllast" drehte der Lüfter nach 7min etwas auf, war aber immer noch leise und nur aus relativer Nähe hörbar. Dieses Verhalten kommt allen entgegen, die sich vom Netzteil ein Beitrag zur Gehäuse-Entlüftung wünschen. Eine 300W Beheizung erfordert in einem typischen PC-Gehäuse schliesslich auch eine gewisse Entlüftung.
Die Störgeräusche bei Impulsbelastung waren minimal geringer, als beim Pro82+ und übertönten damit den Lüfter deutlich. Beim Spielen am PC wird man bei einem sehr leisen Restsystem daher eher die summenden "Elektronik-"Störgeräusche als den Lüfter bemerken.
be quiet! Straight Power E9 400W:
Beeindruckend. Auch bei Impulslast kamen von der Elektronik kaum Störgeräusche. Der Lüfter schien auch bei "Volllast" nicht aufzudrehen und ist auch aus relativer Nähe nahezu unhörbar.
AOpen AO350-12AHNF:
Der Lüfter blieb in allen Lastsituationen recht leise. Bei jeder höheren Belastung (ab statischer "Grundlast") erzeugte aber die passive PFC-Drossel ein auch aus einigem Abstand vernehmliches Brummen. Netzteile mit passiver PFC werden sich daher grundsätzlich nicht für PC-Projekte eignen, die auch bei Belastung Silent-Qualitäten aufweisen sollen. Bei Impulsbelastung war das Netzteil auch neben dem Brummen noch lauter als die Enermax Modelle.
Fazit und abschließende Bemerkungen zum Triathlor 385W
Mir gefällt die evolutionäre Verbesserung und der erkennbare Reifungsprozess bei den Enermax-Netzteilen. Der Name Enermax steht für Vertrauen in Netzteile, die man trotz geräuschoptimierter Lüfter bedenkenlos dauerhafter Last aussetzen kann und deren Komponenten ein Netzteil-Leben über mehrere PC-Generationen hinweg ermöglichen.
Nach diesem Test verstehe ich die Namensgebung der Serie etwas anders: in Bezug auf die statische und dynamische Spannungsregulation hatte ich noch nie ein so gutes PC-Netzteil in meinen Händen! Das ist schon eine quasi olympische Herausforderung für Konkurrenzmodelle. Ich vermute, dass das sehr gute dynamische Lastverhalten von 80-Plus Gold Netzteilen, die auf LLC-Resonanzwandlern mit einer wesentlich komplizierteren Regelung basieren, auch nur schwer erreichbar ist. Enermax hat die Spannungsregulation sowie in geringem Maße auch die Effizienz bei höheren Lasten im Vergleich zur Vorgängerserie Pro82+ ohne Preiserhöhung verbessert.
Dennoch gibt es auch einige kleine Kritikpunkte.
Es ist zwar erfreulich, dass auch das kleinere 385W Modell mit 100W genügend Leistung für viele Laufwerke auf den 5V und 3,3V Schienen bereit stellen kann. Dazu hätte Enermax dann aber auch mehr als nur die 4 SATA Stromstecker spendieren können.
Wenn saubere Ausgangsspannungen ein Hauptaugenmerk der Serie sein sollen, hätte man mit kleinen SMD-Kondensatoren an der 12V Schiene auch die unvermeidbaren Stör-Spikes ohne grosse Kosten noch wirksamer bedämpfen können.
In Bezug auf die Lebenserwartung besitzt Enermax viel Erfahrung, was die Komponentenauswahl angeht. Durch die Verwendung eines Primärsiebe-Elkos mit 85 statt 105 Grad Nenntemperatur sollte das Netzteil aber nicht dauerhaft der heissen Abluft einer semi-passiven CPU-Kühlung ausgesetzt werden. Ansonsten leistet der geregelte Lüfter durchaus einen Beitrag zur Gehäuseentlüftung. Die Anschlußkabel sind lang genug, um das Netzteil in passenden Gehäusen auch am kühlen Boden zu platzieren. (Die anderen Netzteile dieses Tests verwenden hier aber ebenfalls nur einen 85 Grad Typ.)
Etwas enttäuscht bin ich auch davon, dass bei geringen Lasten die Effizienz nicht weiter verbessert werden konnte. Realistisch betrachtet ist die Effizienz gerade im unteren Leistungsbereich natürlich nur eines von vielen Qualitätsmerkmalen eines Netzteils. Eine hohe Lebenserwartung, Zuverlässigkeit und Problemlosigkeit sind sowohl für die Umwelt, die Nerven als auch den Geldbeutel wichtiger, als 5W mögliche Ersparnis im normalen Idle-Betrieb. Anwender, die ihren PC jedoch 24 Stunden am Tag laufen lassen, sollten besser in ein 80 Plus Gold Netzteil investieren. In diesem Fall entsprechen nämlich selbst diese 5W bereits 9 Euro Stromkosten im Jahr. Bei einem typischen Arbeits-PC, der werktäglich 8 Stunden läuft, sind es hingegen nur 1,7 Euro. Bei vielen privat genutzten PCs macht das entsprechend noch weniger aus.
Ich hoffe, dass Euch die Arbeit hinter diesem Bericht auch einen Erkenntnisgewinn gebracht hat.
Viele Grüße, Reina.
Der Bericht wurde ursprünglich im Forum von planet3dnow gepostet.
.
Von Reinhard Szalghary.
Enermax hatte auf der diesjährigen CeBIT mit den Triathlor eine neue Netzteilserie im interessanten Mittelklassen-Preissegment präsentiert, die langfristig die Pro82+ Vorgänger ablösen soll. Die "vollwertigen" Modelle der Serie umfassen einen Leistungsbereich von 385 bis 550W und sind mittlerweile im Handel verfügbar. Eine günstigere aber nicht direkt vergleichbare 300W Sparversion ist für Oktober angekündigt. Das Enermax Marketing assozziert die Netzteile mit Leistung, Kraft und Ausdauer und spendet mit jedem Triathlor-Netzteil einen Euro an die Deutsche Sporthilfe.
Verglichen mit den Vorgängern liegt die technische Besonderheit im DC-to-DC Design mit Schaltregler-Modulen für 5V und 3,3V sowie einer aktiven Gleichrichtung bei 12V. Unverändert blieben die kompakten Gehäuseabmessungen und die Gewährung von 3 Jahren Garantie.
Ich bedanke mich bei Benjamin Schäfer vom Enermax Marketing für die freundliche Überlassung eines Testexemplares. Mein Bericht wird jedoch kein PR-Artikel. Vielmehr werde ich wie üblich den untersuchten Netzteilen mit eigenen technischen Tests genau auf den Zahn fühlen. Ich werde auch ein Blick darauf werfen, ob Enermax die technische Aufwertung der Pro82+ Serie ohne Sparmaßnahmen an anderer Stelle realisieren konnte.
Ich habe aus meinem Umfeld wieder einige interessante Netzteile zum Vergleich zusammengetragen:
- Enermax Triathlor 385W - 80 Plus Bronze
- Enermax Pro82+ 385W (*) - 80 Plus Bronze
- be quiet! Straight Power E9 400W - 80 Plus Gold
- AOpen AO350-12AHNF (**)
(*) Das Pro82+ wurde leicht modifiziert u.a. mit einem Twister-Lager-Lüfter der ErPro-Serie und besseren Kondensatoren im Ausgangsfilter, was sich aber nur geringfügig, v.a. im Ripple und Noise Test, auswirken wird.
(**) Auch beim AOpen, einem FSP OEM Netzteil, wurde im 12V Ausgangsfilter bereits ein minderwertiger Elko ersetzt.
Der Test wird also zeigen, wie sich das Triathlor gegen den direkten Vorgänger Pro82+ und einem Konkurrenzmodell aus der günstigen 80 Plus Gold Klasse schlägt. Das AOpen habe ich in den Vergleich aufgenommen, um einen Eindruck zu bekommen, wie ein etwas älteres Netzteil ohne 80 Plus Zertifizierung und mit passiver PFC sich gegen aktuelle Modelle schlägt. Solche Netzteile findet man heute noch bei manchen Gehäuse-Serien, sie sind auch in Büro-PCs recht verbreitet.
Enermax Triathlor 385W
Das DC-to-DC Design
Während herkömmliche Netzteile 5V und 3,3V gemeinsam mit den 12V generieren und dann für 12V und 5V nur eine gemeinsame Spannungsregelung aufweisen, besitzt das Triathlor nur eine 12V Schiene und überlässt zwei sekundären Schaltregler-Modulen die Versorgung der 5V und 3,3V Schienen. Die effizienten Schaltregler reduzieren die maximale sekundäre Verlustleistung, verbessern in der Praxis den Wirkungsgrad jedoch kaum, da moderne CPUs und GPUs allein aus der 12V Schiene versorgt werden. Der praktische Vorteil liegt vielmehr darin, dass an der wichtigen 12V Schiene nun die gesamte Netzteilleistung abgerufen werden kann und jede Versorgungsschiene eine unabhängige Spannungsregelung aufweist und somit von der Belastungssituation der anderen Schienen unabhängig ist.
Das Netzteil weist wie der Vorgänger ein vollständiges Set an Schutzschaltungen auf, einschliesslich Übertemperatur und Überstrom an zwei separat überwachten 12V Strängen. Lediglich die Sicherung gegen unzureichende Eingangsnetzspannung ist nicht mehr vorhanden.
Der ausschließliche Einsatz japanische Marken Elektrolyt-Kondensatoren ("Elkos") schafft Vertrauen. Gerade taiwanesische NoName Elkos sind in der Vergangenheit häufiger ausgefallen und haben Zweifel an der Glaubwürdigkeit der Herstellerangaben begründet. Ähnlich wie Lüfter sind auch Elkos Bauteile, die einer Alterung unterliegen. Ausgehend von ihrer Nenntemperatur (z.B. 105 Grad) verdoppelt sich ihre Lebenserwartung mit je 10 Grad absinkender Temperatur.
Äußerlichkeiten
Das Gehäuse des Netzteils wurde matt schwarz lackiert. Beim Einbau sollte man ein wenig aufpassen, der Lack weist keine besondere Kratzfestigkeit auf.
Die Kabelstränge des Triathlor sind für einen µATX Tower etwas lang. Ich wünschte mir bei kleineren Leistungsstufen kürzere Kabel. Andererseits sind auch bei Midi-Towern mit Netzteilposition am Gehäuseboden keine Schwierigkeiten zu erwarten. Weniger schön ist, dass das Netzteil zwar mit 100W Summenlast an 3,3V und 5V auch für eine grössere Anzahl von Laufwerken kräftig genug ist, aber nur 2 Kabelstränge für Laufwerke aufweist, an denen sich jeweils nur 2 SATA-Stromanschlüsse befinden. Ohne weitere Adapter sind also nur 4 SATA-Laufwerke anschliessbar.
Einige technische Details
Was mir an Enermax-Netzteilen immer wieder gefällt, ist der sorgfältige, durch lange Erfahrung optimierte Aufbau auch bei den günstigeren Modellen nach dem Motto: so sorgfältig wie möglich, aber nur so teuer, wie nötig. Wo andere Hersteller Kühlkörper mal eben aus einem Stück Blech stanzen, verwendet Enermax individuell entwickelte Profilkühlkörper.
Das Layout ist Enermax-typisch durchdacht, etwas ungünstig wirkt aber die Nähe der 3,3V und 5V Module zur Netzeingangsfilterplatine. Hier wurde eine elektrische Isolierung eingesetzt, aber keine Abschirmung.
Dazugelernt hat Enermax bei den grossen Drosseln: unter den empfindlichen Kupferlackdrähten der Ausgangsdrossel befinden sich keine Bauteile oder Drahtbrücken mehr, die PFC-Drossel bekam einen Platinen-Sockel. Neu ist auch die Optimierung des Luftstroms durch einige Folien.
Die verwendeten Bauteile lassen trotz geräusch-optimierter Kühlung keine Zweifel ob ihrer Zuverlässigkeit.
Die Bestückung der Elkos entspricht im Wesentlichen der bewährten Pro82+ Serie. Der primärseitige Siebe-Elko ist ein 220µF/400V Panasonic Typ der kompakten 85 Grad UQ Serie. Er befindet sich an einer thermisch nicht kritischen Position, so dass die Lebenserwartung unbedenklich ist, solange das Netzteil nicht als Entlüftung einer semi-passiv gekühlten CPU bereits heisse Abluft einsaugt. Alle übrigen Elkos sind Nippon-Chemikon 105 Grad Typen. Im Ausgangsfilter kümmern sich drei 2200µF 16V KZE um die 12V Schiene, die übrigen stammen aus der KY Serie.
Die primären Schalttransitoren sind vom Typ P18N50C und sollten etwas verlustärmer arbeiten, als die "Allerweltstypen" 2sk2698 des Vorgängers. Als PFC-Diode kommt die 25ns schnelle STTH8R06 (8A) zum Einsatz.
Für die 5V Standby-Versorgung wird nicht mehr eine einfache diskrete Schaltung, sondern ein spezieller IC eingesetzt, auf den ein eigener Minikühlkörper geschraubt wurde.
Um die Verluste zu reduzieren, verwendet Enermax sekundärseitig in der Gleichrichtung nicht mehr einfache Schottky-Dioden, sondern elektronisch synchron angesteuerte MOS-Feldeffekttransistoren. Diese wurden auf einen dafür noch überraschend großen Kühlkörper geschraubt.
Die DC-to-DC-Schaltregeler-Module für 3,3V und 5V kommen mit erstaunlich wenigen Bauteilen aus. Neben den SMD-Bauteilen sind das jeweils eine Drossel und einige kompakte sowie langlebige Polymer-Feststoffkondensatoren (2x 820µF/6.3V + 100µF/16V ausgangsseitig, 470 µF/16V eingangsseitig) zur Pufferung.
Jede Versorgungsleitung verfügt über eine Entstördrossel im Ausgangsfilter, die Hersteller gerne mal einsparen. Diese wirken zusammen mit Kondensatoren als Ausgangsfilter störenden Spannungsspitzen (Spikes) entgegen, die durch die schnellen Schaltvorgänge entstehen und sich unkontrolliert ausbreiten können, wenn sie nicht gleich an der Quelle wirksam bekämpft werden. Ergänzende keramische SMD-Kondensatoren hat Enermax beim Triathlor hingegen nicht vorgesehen.
Im Netzeingangsfilter werden zwei stromkompensierte Drosseln und ein Ferritkern eingesetzt, auch ein Varistor als Überspannungsschutz ist vorhanden. Das Pro82+ besitzt noch eine weitere einfache Drossel, die Gegentaktstörungen der PFC-Schaltelektronik abdämpft. Wie üblich wird ein Heißleiter (NTC-Widerstand) als Einschaltstrombegrenzer eingesetzt. Ein Relais, das diesen mit geringen Verlusten behafteten NTC dann nach dem Einschalten überbrückt, wurde im Platinenlayout auch mal vorgesehen, aber nicht umgesetzt.
In seinen Mittelklasse-Netzteilen verwendet Enermax traditionell imprägnierte Platinen auf Basis von Papierfasern mit einseitiger Kupferkaschierung. Die robusten, aber in der Verarbeitung teureren Platinen auf Basis von Glasfasergewebe bleiben höherpreisigen Serien vorbehalten.
Auch die Bestückungs- und Lötqualität der Platine gibt es keinen Anlass zu Kritik.
Für die Strommessung der Überstrom-Sicherung werden jetzt zwei präzise SMD Shunt-Widerstände für die beiden 12V Stränge verwendet.
Als Lüfter kommt ein bewährter Enermax T.B. Silence (ED122512H-DD) zum Einsatz, der nicht nur leise läuft, sondern dabei auch einen guten Luftdurchsatz entwickelt und mit dem "Twister-Lager" eine hohe Lebenserwartung von 100.000 Stunden MTBF verspricht. Auf welche Temperatur sich diese Angabe bezieht, verrät Enermax nicht (also vermutlich Zimmertemperatur). Der Lüfter ist dreipolig und mit einem kleinen Stecker versehen. Das Pro82+ verwendete noch einen vierpoligen Lüfter mit besonders geringer Anfangsdrehzahl und Möglichkeit der Überwachung durch das Mainboard.
Belastungs-Tests
Um das Verhalten eines regelungstechnischen Systems untersuchen zu können, genügt nicht die Auswertung mit verschiedenen statischen Lasten. Ein realer PC ist schliesslich keine konstante Last. Moderne CPUs und GPUs haben sowohl effektive Energiesparmechanismen, als auch einen hohen Leistungsbedarf unter voller Last. Zwischen diesen Situationen können sie schnell umschalten. Ein PC-Netzteil muss daher wechselnde Lastsituationen ausregeln und darf dabei auch nicht kurzzeitig den Toleranzbereich der Spannungen verletzen.
Benötigt werden daher kurze, definierte Belastungsimpulse. Bei zyklischen Lastimpulsen fangen Netzteile mit schlecht gewickelten Spulen oder Trafos auch gerne an zu brummen, summen, singen oder zirpen. Diese Geräuschentwicklung der "Elektronik" wollte ich ebenfalls testen können. Für solche Tests habe ich eine kleine Schaltung entwickelt.
Prinzipschaltbild der Lastschaltung
Die Lastschaltung besteht aus einem Impulsgeber, dessen High- und Low-Zykluszeiten getrennt einstellbar sind. Dieser Impulsgeber schaltet zwei geregelte Stromquellen permanent zwischen präzise einstellbarem hohen und niedrigen Laststrom um. Zwei Kanäle waren notwendig, da die hohe Verlustleistung einer PC-Netzteil Maximallast nicht mit einem Leistungstransistor beherrschbar ist. Natürlich ist der Impulsgeber auch abschaltbar, so dass eine kontinuierliche Last entsteht. Die Belastung erfolgt am 4-pin 12V Stecker zur CPU-Versorgung.
Bei einem früheren Test hatte ich Probleme mit der Temperaturdrift von Widerständen, die ich nun durch Verwendung von temperaturstabilen Typen vermieden habe. (Als günstige Strommesswiderstände habe ich z.B. 2x20 parallele 1 Ohm 1% Metallfilmwiderstände verwendet.)
Der Testaufbau
Die Lastschaltung (ohne Leistungstransistoren)
In einem SPCR Artikel wurde die reale Lastverteilung auf den einzelnen PC Versorungsleitungen untersucht. Dabei kann als Fazit festgestellt werden, dass bei modernen PCs die 12V Schiene die Hauptlast trägt und für CPU und GPU alleine verantwortlich ist. Damit wird auch nur diese Schiene hohen dynamischen Belastungen ausgesetzt, während die 5V und 3,3V Schienen nur eine weniger schwankende Grundlast für einige On-Board Komponenten, Erweiterungskarten und Laufwerke tragen.
Für die Untersuchung des statischen Lastverhaltens der Netzteile habe ich 4 Belastungsszenarios geschaffen. "Mini-Last" simuliert einen stromsparenden PC mit integrierter GPU im Idle-Zustand, "Idle-Last" einen typischen PC mit diskreter GPU. "Grundlast" simuliert einen PC mit rechnender CPU, "Volllast" die maximale Auslastung von CPU und diskreter GPU.
Übersicht: Last-Szenarios
Die reale Last an den Netzteilen entspricht wegen abweichender Ausgangsspannungen und Verluste an den Kabeln nicht ganz diesen theoretischen Szenarios. Sie wurde auf Basis von Messungen rechnerisch ermittelt und separat dokumentiert.
Die Leistungsaufnahme der Netzteile wurde mit einem NZR SEM16+ Effektivwert-Energiemonitor gemessen und die Ausgangsspannungen mit einem Digital-Multimeter sowie einem analogen 100MHz Oszilloskop an unbelasteten Kabelsträngen.
Statisches Lastverhalten
Netzteile, die zur Gleichrichtung Schottky-Dioden verwenden, wie hier im Test das Pro82+ und das AO350, verbessern sich bei hoher Last mit der Erwärmung des sekundären Kühlkörpers im Wirkungsgrad innerhalb einiger Minuten. Ich habe die Leistungsaufnahme daher nach 5min Last bestimmt und die Netzteile insgesamt jeweils über 10min im Szenario "Volllast" beobachtet. Die Kühlkörper meiner Lastschaltung musste ich dabei durch Pusten immer wieder subprofessionell kühlen. :-) Eine aktive Lüftung wollte ich nicht verwenden, um die Geräuschentwicklung der Netzteile besser beobachten zu können.
Im Bereich der Spannungsstabilität ist das Triathlor perfekt. Die unwichtige -12V Schiene driftet mit -4% bis +3% zwar recht stark, hier sind jedoch auch 10% Toleranz erlaubt. Im Wirkungsgrad kann es sich erst bei höheren Lasten vom Pro82+ etwas absetzen.
Das Pro82+ hat eine etwas niedrig angesetzte 5V-Schiene, liegt aber in jeder Lastsituation gut im Toleranzbereich.
Das E9 400W beeindruckt mit seinem Wirkungsgrad, insbesondere auch bei geringer Last. Die Spannungsregulation ist hingegen nicht seine Stärke. Mit zunehmender Last an 12V wird die 5V Schiene bis zu 3,2% erhöht und dabei wurde das Netzteil noch gar nicht voll ausgelastet.
Das ältere AO350 nähert sich mit -4,4% bei 12V der 5% Toleranzgrenze. Der Wirkungsgrad ist nicht mehr zeitgemäss, was aber auch erst bei höheren Lasten wirklich ins Gewicht fällt.
Die Messwerte des Leistungsfaktors gebe ich hier unkommentiert an, weil ich keine Erfahrungen darüber habe, wie aussagekräftig die Messungen sind. Die PFC des Triathlor scheint aufgrund dieser Werte bei geringen Lasten nicht gut zu arbeiten, andererseits sind die Werte des AO350 für ein passives PFC Modell auch zu gut. Ein geringer Leistungsfaktor führt zu Energieverlusten auf Seiten der Stromerzeuger und ist für Anwender weniger wichtig.
5V-Standby Test:
Auf der Standby-Leitung sollten Netzteile zumindest genug Strom liefern können, um USB-Geräte (z.B. eine externe 2,5" Festplatte) betreiben zu können. Leistungsprobleme hatte hier kein Test-Teilnehmer. Die modernen Netzteile sind auch hier effizienter geworden, um der EU-Ökodesignrichtlinie ErP Lot 6 2013 gerecht zu werden. Wir sprechen hier allerdings von etwa 0,7 W Ersparnis.
Dynamisches Lastverhalten
Die Belastungsschaltung schaltet durch Belastung der 12V Schiene zyklisch jeweils für 2,4ms "Max-Last" und dann für 7,4ms "Min-Last". In früheren Versuchen zeigte sich, dass in diesem Zeitrahmen das Regelverhalten der Netzteile gut beobachtet werden kann. Durch die dreimal längere "Min-Last"-Phase wird die beträchtliche Verlustleistung der Testschaltung auch dauerhaft beherrschbar.
Der Intel ATX12V Power Supply Design Guide sieht für das dynamische Lastregelverhalten (Output Transient Response) eigentlich einen gleichzeitigen Belastungssprung auf eine Höhe von 40% / 60% / 30% / 30% des jeweiligen Maximalstroms von 12V1, 12V2 (CPU), 5V und 3,3V vor. Bei Netzteilen im unteren Leistungsbereich hängen 12V1 und 12V2 üblicherweise an einer Versorgungsschiene. Belastet wurde hier nur 12V2, gemessen wurde an den konstant geringfügig belasteten 12V1 und 5V.
So sieht der Verlauf des durch die Impulsschaltung aufgeschalteten Laststroms aus:
Die folgenden Oszillogramme zeigen die Spannungsschwankungen (also nur den Wechselanteil) der 12V und 5V Schiene der Netzteile über einen Zeitraum von 10ms. Die vertikale Auflösung beträgt im linken 12V Diagramm 0,1V pro Skalenmarkierung, im rechten 5V Diagramm 0,05V pro Skalenmarkierung.
Enermax Pro82+ 385W:
Enermax Triathlor 385W:
be quiet! Straight Power E9 400W:
AOpen AO350-12AHNF:
Scheinbar unscharfe Linien des Spannungsverlaufs deuten hier auf hochfrequente Störungen auf den Ausgangsspannungen hin.
Das Pro82+ bricht bei der plötzlichen Belastung der 12V Schiene auf dieser in der Spitze um 0,4V (3%) auf knapp 11,7V ein. Die schnelle Regelung steuert gegen und schwingt dabei etwas über. Der Regler arbeitet somit schnell, erzeugt aber seinerseits eine Welligkeit der Ausgangsspannung. Durch die Gegenreaktion der Regelung auf die Belastung an 12V wird in der Folge auch die 5V Schiene in der Spitze um 0,13V (2,6%) auf 5,07V mit erhöht. Daraus erklärt sich evt. auch, warum Enermax die 5V Spannung etwas geringer angesetzt hat.
Das Triathlor macht hier einfach alles besser. Der Regler ist noch etwas schneller, schwingt aber weniger über. Vermutlich durch die verlustärmere aktive Gleichrichtung ist der Spannungseinbruch auch schon vor der Gegenreaktion der Regelung mit 0,23V (1,9%) in der Spitze deutlich geringer als beim Pro82+. Die Last an 12V wird zudem exakt ausgeregelt. Die 5V Schiene ist erwartungsgemäss weitgehend unabhängig von der 12V Belastung. Allerdings sind im Moment der Be- und Entlastung unkritische, aber unschöne +/- 0,1V Spikes erkennbar.
Die Regelung des E9 400W erweist sich im dynamischen Belastungstest als zahm. Lastschwankungen werden sehr langsam ausgeregelt, zu einem Überschwingen kommt es nicht. Die Spannungsversorgung ist aber schon vor der Regelung relativ niederohmig und damit einigermassen stabil. Die 12V Schiene bricht in der Spitze um 0,32V (2,7%) auf 11,7V ein, die 5V Schiene wird in der Folge um 0,11V (2,2%) erhöht. Die maximale Erhöhung der 5V Schiene wird im beobachteten Zeitraum noch nicht erreicht, ergibt sich aber aus den statischen Lastwerten.
Die Regelung des AO350 ist nicht besonders gut. Der maximale Einbruch bei 12V beträgt nur 0,27V, aber die Regelung schwingt mit einer Welligkeit von +/- 0,1V stark nach. Sie konzentriert sich zudem zu sehr auf die 12V Schiene, so dass die folgende Überhöhung der 5V Schiene mit 0,16V (3,2%) auf 5,19V recht hoch ausfällt. Der zulässige Toleranzbereich der Spannungswerte wird jedoch nicht verletzt.
"Ripple and Noise"
Schaltnetzteile basieren auf schnellen An/Aus-Schaltern und müssen die resultierenden Spannungspulse im Ausgangsfilter erst wieder zu einer Gleichspannung filtern. Bei den schnellen Schaltvorgängen entstehen hochfrequente Spannungsspitzen (Spikes), die gleich nahe der Quelle mit Drosseln und kleinen (SMD) Kondensatoren bedämpft werden sollten, weil sie sich sonst unkontrolliert ausbreiten und die Funktion anderer Komponenten, Geräte oder den Rundfunkempfang beeinträchtigen können. Eine hohe Restwelligkeit (Ripple) belastet v.a. die Elkos in angeschlossenen Komponenten, was sich negativ auf deren Lebenserwartung auswirken kann. Die Diagramme zeigen, wie sauber die Ausgangsspannung am Netzteilausgang mit einem kontinuierlichen Lastszenario "Max-Last" (s.o.) ist. Bedingt durch die eher geringe Belastung ist der 5V Ripple jedoch kein Worst-Case-Wert.
Nach den ATX Spezifikationen darf die Restwelligkeit auf der 12V Leitung maximal 120 mV und auf der 3,3 und 5 V Leitung maximal 50 mV betragen.
Die Oszillogramme zeigen die Spannungsschwankungen (nur den Wechselanteil) auf der 12V und 5V Schiene der Netzteile über einen Zeitraum von 50µs. Die vertikale Auflösung beträgt 0,05V pro Skalenmarkierung.
Enermax Pro82+ 385W:
Enermax Triathlor 385W:
be quiet! Straight Power E9 400W:
AOpen AO350-12AHNF:
Das modifizierte Pro82+ macht deutlich, was hier möglich ist. Das gute Design von Enermax mit den originalen Entstördrosseln verbunden mit noch etwas besseren Elkos (Rubycon ZLH) und v.a. die gegen hochkapazitive Typen getauschten SMD Kondensatoren sorgen dafür, dass sowohl die Restwelligkeit als auch Stör-Spikes vernachlässigbar gering bleiben.
Leider habe ich kein unmodifiziertes Pro82+ zum Vergleich, es wäre aber sicherlich auch schon gut.
Das Triathlor weist ebenfalls eine vernachlässigbar geringe Restwelligkeit auf. Stör-Spikes wurden erkennbar bedämpft. Allerdings zeigt hier auch das Fehlen kleiner, keramischer SMD-Kondensatoren Auswirkungen. Die Spikes liegen im Bereich von +/- 0,13V bei 12V und +/-0,09V bei 5V.
Beim E9 zeigt sich ein Preis der Konzentration auf hohe Effizienzwerte. Statt gewickelter Ferritstab-Drosseln, die auch geringfügig den Wirkungsgrad verschlechtern, kommen nur Ferritperlen zum Einsatz, welche Spikes nur so weit dämpfen, wie eben nötig. Mehr als +/- 0,2V an 12V und +/- 0,16V an 5V sind keine guten Werte. Netzteile mit ausgeprägten Spikes sollte man vielleicht nicht unbedingt in PC-Gehäuse mit transparenten Plexiglas-Seitenteilen verbauen, da sie evt. auch Funkstörungen verursachen können.
Das AO350 weist mit 70mV pp einen etwas grösseren, aber noch unbedenklichen Ripple an 12V auf. Spikes sind bei 12V und 5V kein grosses Thema. Das unmodifizierte Original-AO350 wäre beim 12V Ripple etwas schlechter.
Lautstärke
Die Lautstärke habe ich beurteilt, während ich neben dem auf einem Teppich frei liegenden Netzteil-Probanten saß. Die Störgeräusche der Elektronik beziehen sich immer auf den obigen dynamischen Impuls-Belastungstest.
Enermax Pro82+:
Der trotz leichtem Schleifgeräusch leise Original-Lüfter wurde ausgetauscht. Der neue, aus der ErPro-Serie stammende Twister-Lager-Lüfter lief mit minimaler Drehzahl und war nie zu hören. Die Impulsbelastung erzeugte aber ein Summen, das auch aus normalem Abstand gut hörbar war.
Enermax Triathlor 385W:
Der 3-polige T.B. Silence läuft mit einer höheren Grunddrehzahl als der 4-polige Lüfter des Pro82+, ist dafür aber frei von Nebengeräuschen. Um ihn hören zu können, musste ich mich bei nächtlicher Stille schon dichter zum frei liegenden Netzteil vorbeugen. Im Szenario "Volllast" drehte der Lüfter nach 7min etwas auf, war aber immer noch leise und nur aus relativer Nähe hörbar. Dieses Verhalten kommt allen entgegen, die sich vom Netzteil ein Beitrag zur Gehäuse-Entlüftung wünschen. Eine 300W Beheizung erfordert in einem typischen PC-Gehäuse schliesslich auch eine gewisse Entlüftung.
Die Störgeräusche bei Impulsbelastung waren minimal geringer, als beim Pro82+ und übertönten damit den Lüfter deutlich. Beim Spielen am PC wird man bei einem sehr leisen Restsystem daher eher die summenden "Elektronik-"Störgeräusche als den Lüfter bemerken.
be quiet! Straight Power E9 400W:
Beeindruckend. Auch bei Impulslast kamen von der Elektronik kaum Störgeräusche. Der Lüfter schien auch bei "Volllast" nicht aufzudrehen und ist auch aus relativer Nähe nahezu unhörbar.
AOpen AO350-12AHNF:
Der Lüfter blieb in allen Lastsituationen recht leise. Bei jeder höheren Belastung (ab statischer "Grundlast") erzeugte aber die passive PFC-Drossel ein auch aus einigem Abstand vernehmliches Brummen. Netzteile mit passiver PFC werden sich daher grundsätzlich nicht für PC-Projekte eignen, die auch bei Belastung Silent-Qualitäten aufweisen sollen. Bei Impulsbelastung war das Netzteil auch neben dem Brummen noch lauter als die Enermax Modelle.
Fazit und abschließende Bemerkungen zum Triathlor 385W
Mir gefällt die evolutionäre Verbesserung und der erkennbare Reifungsprozess bei den Enermax-Netzteilen. Der Name Enermax steht für Vertrauen in Netzteile, die man trotz geräuschoptimierter Lüfter bedenkenlos dauerhafter Last aussetzen kann und deren Komponenten ein Netzteil-Leben über mehrere PC-Generationen hinweg ermöglichen.
Nach diesem Test verstehe ich die Namensgebung der Serie etwas anders: in Bezug auf die statische und dynamische Spannungsregulation hatte ich noch nie ein so gutes PC-Netzteil in meinen Händen! Das ist schon eine quasi olympische Herausforderung für Konkurrenzmodelle. Ich vermute, dass das sehr gute dynamische Lastverhalten von 80-Plus Gold Netzteilen, die auf LLC-Resonanzwandlern mit einer wesentlich komplizierteren Regelung basieren, auch nur schwer erreichbar ist. Enermax hat die Spannungsregulation sowie in geringem Maße auch die Effizienz bei höheren Lasten im Vergleich zur Vorgängerserie Pro82+ ohne Preiserhöhung verbessert.
Dennoch gibt es auch einige kleine Kritikpunkte.
Es ist zwar erfreulich, dass auch das kleinere 385W Modell mit 100W genügend Leistung für viele Laufwerke auf den 5V und 3,3V Schienen bereit stellen kann. Dazu hätte Enermax dann aber auch mehr als nur die 4 SATA Stromstecker spendieren können.
Wenn saubere Ausgangsspannungen ein Hauptaugenmerk der Serie sein sollen, hätte man mit kleinen SMD-Kondensatoren an der 12V Schiene auch die unvermeidbaren Stör-Spikes ohne grosse Kosten noch wirksamer bedämpfen können.
In Bezug auf die Lebenserwartung besitzt Enermax viel Erfahrung, was die Komponentenauswahl angeht. Durch die Verwendung eines Primärsiebe-Elkos mit 85 statt 105 Grad Nenntemperatur sollte das Netzteil aber nicht dauerhaft der heissen Abluft einer semi-passiven CPU-Kühlung ausgesetzt werden. Ansonsten leistet der geregelte Lüfter durchaus einen Beitrag zur Gehäuseentlüftung. Die Anschlußkabel sind lang genug, um das Netzteil in passenden Gehäusen auch am kühlen Boden zu platzieren. (Die anderen Netzteile dieses Tests verwenden hier aber ebenfalls nur einen 85 Grad Typ.)
Etwas enttäuscht bin ich auch davon, dass bei geringen Lasten die Effizienz nicht weiter verbessert werden konnte. Realistisch betrachtet ist die Effizienz gerade im unteren Leistungsbereich natürlich nur eines von vielen Qualitätsmerkmalen eines Netzteils. Eine hohe Lebenserwartung, Zuverlässigkeit und Problemlosigkeit sind sowohl für die Umwelt, die Nerven als auch den Geldbeutel wichtiger, als 5W mögliche Ersparnis im normalen Idle-Betrieb. Anwender, die ihren PC jedoch 24 Stunden am Tag laufen lassen, sollten besser in ein 80 Plus Gold Netzteil investieren. In diesem Fall entsprechen nämlich selbst diese 5W bereits 9 Euro Stromkosten im Jahr. Bei einem typischen Arbeits-PC, der werktäglich 8 Stunden läuft, sind es hingegen nur 1,7 Euro. Bei vielen privat genutzten PCs macht das entsprechend noch weniger aus.
Ich hoffe, dass Euch die Arbeit hinter diesem Bericht auch einen Erkenntnisgewinn gebracht hat.
Viele Grüße, Reina.
Der Bericht wurde ursprünglich im Forum von planet3dnow gepostet.
.
Zuletzt bearbeitet:
(85 Grad Problematik etwas umformuliert, sprachliche Optimierungen..)
. Da kann sich die Redaktion gerne ein Beispiel dran nehmen.
