Win-Tact Turbo-Cool: The Mother Of All Power Supplys

soulpain

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Frisch aus Taiwan ist das Turbo-Cool 1200W bei uns eingetroffen. Wir haben uns hierbei direkt zur Quelle der Marke PC Power & Cooling begeben und Win-Tact um ein Testsample gebeten. Momentan arbeitet der Hersteller Win-Tact an einem ganz neuen Design, vorübergehend hat man uns also das etwas betagtere Modell zur Verfügung gestellt. Doch wer auf den nächsten Seiten weiter liest, wird feststellen, dass dieses Netzteil trotz des Alters einige elementare Grundsteine gelegt hat, was High-End Netzteile betrifft.

<b>Herstellerprofil</b>

Die Win-Tact Electronics Corporation wurde 1994 gegründet und hat sich von Beginn an auf das Entwickeln verschiedenster Netzteil-Topologien spezialisiert, bis das Unternehmen 1996 zum vollwertigen Hersteller mit eigenen Produktionsanlagen in China heran wuchs. Dabei konzentriert sich Win-Tact vor allem auf den ODM-Markt, stellt also Netzteile für andere Marken wie eben PC Power & Cooling her, die das Design wiederum an ihre Vorstellungen anpassen. Win-Tact ist klein genug, um im Westen nicht weiter auf zu fallen, aber groß genug, um vom Konzipieren der Struktur bis zur Qualitätskontrolle alles selbst bewältigen zu können. Das kleine Ingenieurteam von 15 Mann (zum Vergleich: FSP greift auf zehn mal mehr Techniker zurück) dürfen beim Gestalten der Stromversorger ihrer Kreativität freien Lauf lassen und sind nicht an ein strenges cost-cutting gebunden, da vor allem teure High-End Geräte im Fokus stehen. Auch open-frame Geräte und Servernetzteile gehören zum Produktionsbereich des Herstellers, was auch die Endkundennetzteile sehr interessant für Enthusiasten macht.

[break=Produkteigenschaften]

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Beinahe alle Leitungen des SLI zertifizierten Netzteils mit enormen 23 cm Bautiefe sind ummantelt, während die Enden der Peripheriestränge zur Flexibilität freigehalten wurden. Aufgrund des fehlenden Kabelmanagementsystems wird man sicherlich einiges an Arbeit in die saubere Verlegung investieren müssen.

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Mit drei 6/8-pin und drei 8-pin PCI-e Anschlüssen steht einem Triple-SLI Setup nichts im Weg und durch zwei 8-pin Zusatzversorgungen für das Mainboard kann man problemlos Systeme mit mehreren Prozessoren (Dual Socket) betreiben. Auch ein 4-pin Stecker ist vertreten. Mit insgesamt sechs SATA und acht PATA Steckern ist das Netzteil allerdings nur mäßig ausgestattet. Jedoch ist die Länge der Leitungen äußerst ansprechend, sowohl beim langen SATA-Strang als auch bei den PCI-e Steckern.

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Im Fokus stand eine starke +12V Leitung, welche mit 100A wohl kaum überlastet werden kann. Somit ist das Netzteil ideal für starke Verbraucher geeignet. Aber auch die kleinen Schienen sind mit immerhin 200W kombinierter Leistung versehen worden. Von den generierten 1200W werden diese je nach Bedarf für +3,3V und +5V abgeleitet.

[break=Topologie und Kühlkonzept]
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Wenn wir das Innere betrachten, macht sich schnell bemerkbar, warum das Netzteil in der Bautiefe so hoch angesetzt wurde. Zum einen erhöht der horizontal zur Platine ausgerichtete 80mm Lüfter von Delta Electronics (Codename: Der Turbinator, wie er in Fachkreisen liebevoll genannt wird) die Länge, zum anderen handelt es sich hierbei um ein Netzteil, das nur so vor technischen Details strotzt. Prinzipiell ist das Netzteil so aufgebaut, dass auf der Grundplatine zwei weitere PCBs senkrecht aufgesetzt sind und jeweils die Hälfte der Gesamtleistung auf +12V generieren, von denen später die kleineren Schienen abgeleitet werden.

Dadurch werden die Wände der bekannten Tunneltopologie gebildet, die oben durch die Kühlkörper geschlossen werden und ein einzigartiges Fundament bilden. Ganz rechts oben sehen wir die EMI-Filterung, die sich unterhalb der grünen Platine, worauf diverse Thermistoren zur Einschaltstrombegrenzung sitzen, fortsetzt. Danach teilt sich die Leistung wie gesagt auf die beiden Platinen auf. Ganz oben sehen wir den Standby-Transformator für +5VSB, die über den Halbleiter, an einer Messingplatte befestigt, angesteuert wird.

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Werfen wir nun einen Blick auf die Kühlkonstruktion, woraufhin einem die Diode ganz rechts auffallen wird, deren Leitung sich bis zum Sekundärschaltkreis erstreckt und weiter unten verlegt wurde. Diese dient dazu, die Temperatur zu kontrollieren, ein Indiz für die temperaturgesteuerte Kühlung und der entsprechenden Schutzfunktion. Weitere Messingplatten wurden flach auf die Leiterplatten aufgesetzt und werden von drei quer installierten Aluminiumkühlrippen begleitet, deren Enden geriffelt sind. Angesichts der Leistungsfähigkeit von 1200W wirken diese etwas klein, was angesichts der schwierigen Platzverhältnisse kaum anders zu realisieren war.


[break=Elektronikdetails]
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Wie immer beginnen wir mit der Eingangsfilterung zur Kompensation der transienten Störungen. Win-Tact setzt auf einen guten Netzfilter von High & Low, welcher im wesentlichen Gleichtaktstörungen mit seiner stromkompensierten Drossel dämpft und nicht erwünschte Frequenzanteile herausfiltert. Die Konstruktion ist dabei komplett durch das Metallchassis abgeschirmt und die Komponenten des kompakten Bauteils sind ideal aufeinander abgestimmt. Ergänzend dazu wurde darüber ein X-Kondensator installiert und ausreichend mit Klebstoff befestigt. An den Enden von Phasen- und Rückleiter sind Schrumpfschläuche gegen Kontakte zum Kurzschlussschutz bei Berührungen angebracht worden. Auf dem Main-PCB geht es mit drei Spulen, zwei X-Kondensatoren, dem MOV und der Schmelzsicherung als auch mehreren Y-Kondenstoren weiter, womit das Netzteil herausragend bestückt ist. Darauf folgt die Gleichrichterbrücke und ein zusätzlicher, lackgetränkter X-Kondesnator.


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Hier nun der Blick auf einen der beiden Leistungsfaktor-Vorregler, die teilweise durch die Schutzfolie verdeckt wird. Auch im Gehäusedeckel selbst ist nebenbei erwähnt eine entsprechende Schutzfolie angeklebt worden. Bei diesem ist eine große PFC-Spule dem Primärkondensator vorgeschaltet, bei dem es sich um einen japanischen Hitachi HU 105°C handelt, der auf 390 µF und 450V Spannungsfestigkeit spezifiziert ist. Wenn man beide Leiterplatten berücksichtigt, ergibt sich folglich eine Kapazität von 780 µF. Darauf folgt der große Haupttransformator. Gleich fünf Gleichrichterdioden wurden sekundärseitig eingesetzt und steuern eine große Speicherdrossel sowie drei große Nippon-Chemicon Kondensatoren zur Glättung mit je 3300 µF an.


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Ganz links sind einige Shunts angebracht und auch eine kleine, hochkant gewickelte Entstördrossel ist zu lokalisieren. In der Front sehen wir zwei Potentiometer zur manuelle Spannungsanpassung, wobei diese verklebt wurden, damit das voreingestellte Niveau auch gehalten wird. Denn diese Bauteile neigen gerne zum schnellen Verschleiß. Wie wir sehen, wurde alles auf einer sauber verarbeiteten Epoxidharzplatine mit hoher Kriechstromfestigkeit aufgebracht.


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Was das Netzteil zum Vorbild für andere High-End Geräte macht, ist unter anderem, dass PC Power & Cooling in Kooperation mit Win-Tact als erstes Unternehmen (im Endkundenbereich) bis in den 1KW Raum vorgestoßen ist. Allerdings ist auch der auf dem Bild zu erkennende Part entscheidend gewesen. Hier haben wir (wie beim Turbo-Cool 860W) das Voltage Regulator Module der DC-DC Topologie im Blickfeld, welches von Win-Tact perfektioniert wurde. Ganz oben auf der Zusatzplatine sind erneut zwei Potentiometer anzutreffen, mit denen man +3,3V und +5V bei Bedarf regulieren kann. Die Aufteilung auf Dual-500W bzw. 600W ist auch die eindeutige Vorlage für ein CWT-Design, wie es im Corsair HX 1000W verwendet wird.

Für jeder der kleinen Spannungen wurden eine Speicherdrossel, diverse Feststoffkondensatoren und vier OptiMOS®2 Power-Transistoren von Infineon platziert. Zuletzt genannte können bis hin zu 175°C operieren, wobei dann selbstverständlich die Leistungsfähigkeit abnimmt. Optimal arbeiten sie bei 25°C. Bis 150°C stellen 50A Laststrom insgesamt kein Problem dar, ab dann bricht dieses Modell ein und produziert viel Verlustleistung wegen der steigenden Kanalwiderstände. Nachdem +3,3V und +5V abgeleitet wurden, geht es auf dem Main-PCB mit KY 105°C Glättungskondensatoren und kleinen Entstördrosseln weiter. Alles in allem eine sicherlich beeindruckende Arbeit, welche die durchdachte Struktur widerspiegelt.

[break=Messwerte]
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Da das Design schon einige Jahre alt ist, sollte man natürlich berücksichtigen, dass die maximale Effizienz von 85% nicht mehr ganz aktuell ist. Im niedrigen Lastbereich sind es auch nur 71%, dafür überschreitet man bereits bei 20% Last die 80% Marke, was für damalige Verhältnisse ungewöhnlich war. Der Leistungsfaktor ist selbst bei 230VAC sehr zufrieden stellend und erreicht problemlos 0,98-0,99 bei hoher Last. Aber auch im niedrigen Lastbereich kann sich das Ergebnis sehen lassen.

Ein etwas größeres Problem ist die Tatsache, dass ein einziger 80mm Lüfter das 23,5cm lange Konstrukt kühlen muss, weshalb dieser stark aufdreht und man unter schwierigeren Umgebungsbedingungen schnell 70°C an den Kühlkörpern überschreitet. Die dichte Anordnung der Bauteile und die eher moderat großen Kühlkörper tragen zu dieser Entwicklung bei. Mit höheren Temperaturen und mehr Last fallen daher die Spannungen recht stark ab, wobei +12V noch recht gut dasteht. Zum Zeitpunkt der Entwicklung wurde man natürlich mit völlig neuen Anforderungen konfrontiert, weshalb die etwas ältere Topologie dahingehend noch ihre Kinderkrankheiten hat.

Was wir aber festhalten können ist, dass Win-Tact schon damals eine der saubersten Spannungen liefern konnte, da sich die Restwelligkeit im Rahmen von 10mV auf den meisten Schienen äußerte, selbst bei starker Belastung. Zudem beträgt die Stützzeit wie versprochen weit über 32ms.

[break=Fazit]
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Der kleine Blick in die Vergangenheit lässt erkennen, dass dieses Design Vorbild für zahlreiche aktuelle Netzteile ist und selbst heute kann es sich noch recht gut beweisen, wobei sich Win-Tact nicht auf seinen Lorbeeren ausruht, sondern nach wie vor an neuen Topologien arbeitet.

Das einzige Problem der damaligen Entwicklung war die Konfrontation mit höheren Verlustleistungen, da man mit diesem Werk erstmals in den 1KW-Bereich vorgestoßen war. Deshalb steigen die Temperaturen recht schnell an und der Lüfter dreht zügig auf, worunter auf die Spannungen sehr stark einbrechen.

Dennoch war die Kreativität und Grundidee der DC-DC Topologie ein Meilenstein, der das Zeitalter der High-End Netzteile einläutete, zu diesem Zeitpunkt gab es ergo auch keine wirkliche Konkurrenz mit besserem Kühlkonzept oder einer ausgereifteren Spannungsregulation. Zudem sind die Ripple/Noise Werte extrem gering, wie es selbst heute kaum ein Netzteil bewerkstelligt und gegen Störungen ist das Produkt absolut gewappnet.

Die 105°C Hitachi Kondensatoren, das hochwertige PCB mit adäquater Lötqualität, die vielen Filterbausteine im Eingangsbereich und auch die Entstörmaßnahmen sekundärseitig sind beeindruckend, für Win-Tact aber gängiger Standard. Das Netzteil wurde nämlich in einem großen Hitachi AIC Inc. Karton angeliefert, was uns zusammen mit der Betrachtung des Turbo-Cool 860W zeigt, dass japanische Kondensatoren des Öfteren hier eingesetzt werden und keinesfalls die Ausnahme bilden.

Der Wirkungsgrad erreicht 85% in der Spitze und der Leistungsfaktor beträgt abhängig vom Lastbereich 0.85-0.99, womit das Turbo-Cool selbst heute noch ein gutes Bild abliefert. Zudem mangelt es nicht an Anschlüssen, denn sechs PCIe Stecker ermöglichen den problemlosen Betrieb im Triple-SLI Setup. Wobei mehr als sechs SATA Stecker sinnvoll gewesen wären. Dabei ist der <a href="http://www.heise.de/preisvergleich/a311946.html">Preis</a> natürlich zu berücksichtigen.

Wir sind gespannt, was der Hersteller in Zukunft bewerkstelligen wird. In jedem Fall handelt es sich hierbei um ein einzigartiges Netzteil, wie es so sonst in keinem anderen Produktportfolio zu finden ist, mit seinem intelligenten Grundprinzip aber stark auf andere Hersteller abfärbte.

<a href="http://www.planet3dnow.de/vbulletin/showthread.php?t=367046">-> Kommentare</a>
 
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