Alimentations ATX 2009
Asus U-75HA 750 Watts

Asus relance une nouvelle gamme d’alimentation pour PC, deux ans après sa première incursion plutôt timide dans ce domaine. Parmi les différentes séries annoncées, le fer de lance est la série « U », qui sera disponible en France à partir du mois de Novembre. On y trouve deux déclinaisons, la U-65HA et la U-75HA, offrant une puissance de 650 et 750 Watts, respectivement.

	Ces alimentations, présentées comme silencieuses, disposent d’un ventilateur de 135 mm, de quatre rails +12V et de toutes une pléthore de connecteurs adaptés aux configurations haut de gamme.  Toutefois, la série « U » n’est pas modulaire, probablement pour maintenir un prix raisonnable.
Dans cet article, nous allons tester l’Asus U-75HA qui nous a été recommandé par un indic’ taïwanais. Selon cette source, ce modèle disposerait d’une conception de « nouvelle génération », a même de laisser des traces de pneus sur le bitume. C’est ce que nous allons vérifier tout de suite. Procédons !

 

• Caractéristiques

Dans la boite de l'Asus U-75HA, on trouve certes le bloc en lui-même, mais aussi un cordon secteur, la visserie adéquate, un lien en scratch pour ordonner les câbles et un manuel d'installation minimaliste en 19 langues (dont 18 qui me sont totalement étrangères).  Physiquement, le bloc présente des dimensions plus importantes (surtout pour la profondeur) que les alimentations ATX classique : 180 x 150 x 86 mm :

 

On remarque immédiatement le ventilateur de 135 mm. Celui-ci est un ADN512UB-A91 d’ADDA spécifié à 0.44A sous 12V (soit un peu plus de 5 Watts) et réputé comme silencieux. Lors de nos tests, nous avons pu constater que celui-ci s’avérait inaudible à une distance d’un mètre tant que la puissance consommée restait inférieure à 600 Watts. Au-delà, un léger soufflement se fait entendre. Un coup d’œil sur l’étiquette montre une répartition optimale des différentes puissances : plus de 85% de la puissance totale peut être consommé sur les quatre rails +12V, les rails +3.3 et +5V permettent un maximum élevé mais raisonnable de 30A chacun et le +5VSB fournit jusqu’à 3.5A, soit nettement plus que les 2.5A requis. Grâce à la présence d’un PFC actif, la tension d’alimentation peut varier entre 100V et 240V. A première vue, tout ceci est donc de bonne augure.

Voyons maintenant les connecteurs qui équipent l'Asus U-75HA :

Type	Nombre	Type	Nombre
	ATX 24 Pin x1 50 cm		Molex x6 50/60/70 cm
	EPS12V (8P) x1 50 cm		SATA x6 50/60/70 cm
	PCIe 1/2 (6+2P) x4 50/70 cm		Floppy x2 80 cm

Non seulement l’U-75HA dispose de quatre connecteurs PCI-Express, mais en plus ceux-ci sont tous au format 6+2 broches, c'est-à-dire compatible avec la version 1.0 et 2.0 du PCI Express. Le choix idéal ! Côté périphérique, les câbles SATA et Molex sont disponibles en nombre suffisants (6 chacun) , et avec une longueur importante. Dernier point à noter : le connecteur d’alimentation ATX principal est un modèle 24 pins et non pas le classique 20+4 pins. En conséquence, il ne pourra être utilisé avec une très ancienne carte mère. Mais est-ce bien nécessaire de la préciser ?

 

• Fonctionnement Interne

Bien que la rumeur ait circulé au début de l’année dernière, Asus ne dispose toujours pas d’une usine de fabrication d’alimentation. La U75-HA est donc sous-traitée par un autre constructeur. Au premier coup d’œil à l’électronique interne, il est facile d’en reconnaitre l’origine : Delta Electronics, l’un des plus grands fabricants de blocs d’alimentation. Particulièrement implanté dans les produits pour les serveurs et autres applications critiques, Delta offre généralement des alimentations de qualité.

Commençons tout de suite par l’étude des composants. Tout d’abord, la fiche IEC femelle qui reçoit la tension du secteur (1) n’est pas un simple connecteur puisqu’il s’agit d’un bloc de filtrage tout-intégré constitué de deux selfs et de deux condensateurs.  Une solution bien plus élégante que les composants soudés à même le connecteur comme on le voit souvent. Ceci n’a pas toutefois empêché Delta d’ajouter un triple étage de filtrage supplémentaire sur le PCB (2). Les perturbations électromagnétiques et autres harmoniques devraient donc être fortement atténués. En sortie du filtrage, on trouve non pas un, mais deux ponts de diodes de puissance, des D15XB (3), montés sur un dissipateur et capables de supporter chacune 15A au maximum. Vient ensuite la réserve de courant, constituée de deux condensateurs taïwanais de marque CapXion (4) montés en parallèle.  Ceux-ci sont des modèles de 330 µF / 450V spécifiés toutefois à 85°C. Dommage qu’il ne s’agisse pas de versions 105°C. Toutefois, vu la capacité totale (660 µF), de tels composants auraient probablement été trop chers.

 

Côté découpage, on trouve deux transistors MOSFET 20N60C3 d’Infineon (5) accompagné de deux autres IGBT identiques et d’une diode de puissance RHRP1560de Fairchild pour le PFC actif. Ces MOSFETs sont capables de supporter un courant pulsé de 60A chacun. La gestion du découpage est assurée par un UC3845B de ST Microelectronics, accompagné d’un ICE1PC802 d’Infineon pour le PFC. Le toute est intégré sur un petit PCB dédié (6). Après le transformateur, lui aussi fabriqué par Delta, on trouve les diodes Schottky de puissance, et le moins que l’on puisse dire, c’est que celles-ci sont à la hauteur des attentes. Côté +12V, Delta à choisi 4 packs S60SC6M de Shindengen (7), un fabricant japonais bien connu. Celles-ci sont capables de supporter 60A chacune, soit un total de 240A pour les quatre ! Ce surdimensionnement à probablement pour objectif de limiter la dissipation thermique. Côté +5V et +3.3V, chaque rail dispose de deux packs de diodes STPS30L45 de ST Microelectronics (8), capables de fournir 60A par rail (30A chacune), soit le double du courant maximum spécifié sur cette alimentation. Du très bon. Les condensateurs utilisés en sortie sont des modèles japonais spécifiés à 105°C. L’électronique de gestion des sécurités est intégrée sur un imposant PCB (9) sur lequel nous n’avons toutefois pas pu identifier avec précision les composants utilisés. Une seule certitude, on retrouve un peu plus loin sur le PCB quatre shunts de courants que l’on voit très clairement (10). Ce qui semble confirmer la présence de quatre rails +12V virtuels.

 

• Tests : AC & Efficacité

Comme nous l’avons vu ci-dessus, l’Asus U-75HA est construite sur une base Delta qui se caractérise par des composants de bonne qualité, tout particulièrement sur le filtrage d’entrée. Avant de s’intéresser à l’efficacité de ce bloc, mesurons tout d’abord les perturbations harmoniques issues du découpage :

 

Asus nous offre ici l’une des courbes les plus propres qu’il nous ait été donné de voir puisqu’elle est parfaitement sinusoïdale. Le PF oscille entre 0.96 à faible charge et 0.995 à pleine charge. Les harmoniques mesurées sont toutes très faible et le THD (taux de distorsion harmonique total) passe sous les 9%, ce qui est quasiment sans équivalent parmi les modèles que nous avons testés jusqu’à présent. Passons maintenant au rendement obtenu sur l’Asus U-75HA :

 

 

Point de vue efficacité, les performances de ce bloc sont comparables aux autres modèles haut de gamme avec un rendement qui ne descend jamais sous les 82% et qui culmine à 85.6% à mi-charge. Largement mieux que la norme 80Plus basique. Concernant l’efficacité du +5VSB, elle est également très correcte. A noter que l’Asus U-75HA dispose d’un relai interne permettant de mettre hors tension de manière physique une partie des circuits lorsque celle-ci est en mode veille.

• Tests : Qualité du courant continu

Voyons maintenant le ripple (micro-oscillation de la tension) sur les différents rails en pleine charge (100%) ainsi que faible charge (20%).

+12V Ripple (20% Load)

+12V Ripple (100% Load)

+3.3V Ripple (100% Load)

 

Bien que démarrant un peu haut (20 mV à 20% de charge), le ripple constaté sur ce rail se maintient à des valeurs très correctes puisqu’il ne dépasse pas les 28 mV à pleine charge, pour un maximum autorisé de 120 mV selon la norme ATX 2.3. Aucun problème non plus sur le rail +5V puisque nous avons relevé 12 mV et 15 mV avec une charge de 20% et 100%, respectivement. Par contre, le rail +3.3V se trouve plus bruité que la moyenne. Comme on le voit sur la troisième capture, le Ripple s’élève tout de même à 33 mV à pleine charge (17 mV à 20%). Bien que la limite soit fixée à 50 mV par la norme ATX, ce ripple nous semble toutefois assez élevé.

L'analyse des transitions, qui consiste à faire varier brutalement le courant de 15A à 2A sur un rail, et vice-versa, confirme la bonne qualité de cette alimentation :

En faisant varier très rapidement le courant demandé à l’alimentation comme le ferait un CPU récent ou une carte graphique, on observe un bon comportement de l’Asus U-75HA. Un passage de 15A à 2A se traduit par un pic de tension à 12.7V alors que la transition inverse ne provoque pas de chute de tension sous les 11.7V. Pour rappel, la plage de tension admissible sur le rail +12V est comprise entre 10.8V et 13.2V. Par contre, on constate que la durée de transition est assez élevée puisqu’elle atteint 500 µs. A titre de comparaison, certaines alimentations effectuent une transition identique en 5 µs, soit 100 fois plus rapidement ! Ceci n’est pas un problème dans l’absolu puisque la plage des tensions pendant cette transition reste largement dans les normes. Il semble toutefois que la vitesse de commutation des transistors de découpage n’est pas suffisamment élevée, ce qui empêche l’alimentation de réagir rapidement à une forte transition du courant consommé.

Transition 2A -> 15A - Rail +12V

Nous avons ensuite mesuré le temps mis pour l’alimentation à démarrer (c'est-à-dire à passer à l’état haut la ligne PWR_OK après avoir activé la ligne PS_ON). Avec 280 ms pour 500 ms maximum toléré, aucun problème à signaler. Concernant les temps de montée des différents rails, ils ont tous été mesuré entre 3 et 4 ms, ce qui est également largement dans la plage de valeurs admissibles.

 

• Tests : Protections et Résistance

Débutons par les tests de cross-over (capacité de l’alimentation à supporter une charge déséquilibrée, c'est-à-dire sur un seul rail). Sur le +12V, nous avons pu « tirer » plus de 20A sans aucune charge sur les autres rails. Par contre, il nous a été impossible de charger l’alimentation avec plus de quelques centaines de milliampères sur les rails +3.3V ou +5V sans provoquer la mise en sécurité du bloc. En théorie, l’alimentation doit pouvoir démarrer avec une charge déséquilibrée sur n’importe quel rail. Ceci dit, avec seulement 500 mA de charge sur le +12V, il est possible de consommer jusqu'à 10A sur les autres rails.

Rien à redire sur la plage de tension fonctionnelle en entrée puisque nous avons simulé des tensions alternatives de 90 V jusqu’à 265 Volts sans constater de perturbations sur les tensions continues délivrées en sortie. Nous pouvons donc passer aux tests des microcoupures pour voir si l’Asus U-75HA dispose bien de condensateur d’entrée correctement dimensionnés. Vu les 660 µF que nous avons trouvé à l’intérieur, ceci ne devrait être qu’une simple formalité :

Résistance aux micro-coupures (750 Watts)

Résistance aux micro-coupures (300 Watts)

Le premier test effectué, à 750 Watts, soit 100% de la capacité, confirme que le bloc supporte une microcoupure bien supérieure aux 17 ms requis puisqu’il dépasse les 26 ms. Par contre, nous avons constaté une bizarrerie sur le même test effectué avec une charge de seulement 300 Watts. Dans ce cas, l’Asus U-75HA semble supporter une interruption de l’alimentation électrique de 92 ms, soit largement plus que ce à quoi on pouvait s’attendre.

Pour tenter d’en savoir plus, nous avons vérifié l’état des tensions après une coupure. Comme on le constate ci-contre sur le rail +12V, la chute commence un peu environ à 65 ms pour atteindre une valeur critique (10.8V) à 72 ms. Mais malgré tout, l’électronique de  contrôle ne coupe la ligne PWR_OK qu’à 92 ms, alors même que le rail +12V est à moins de 6V. Ceci est clairement un bug de conception. L tenue aux microcoupures à 300 Watts est donc de 72 ms et pas de 92 ms. Ceci reste malgré tout remarquable, mais peut provoquer des répercutions gênantes dans la pratique. Imaginez une microcoupure de 80 ms avec une charge de 300 Watts. Théoriquement, le bloc devrait s’éteindre. Or, dans le cas présent, vu la chute de tension, il provoquera le plantage du PC mais continuera à fonctionner sans que l’utilisateur ne puisse diagnostiquer facilement la panne. Un plantage vaut-il mieux qu’une extinction complète ? A vous de voir.

Terminons avec la résistance aux surcharges et aux courts-circuits. Côté court-circuit, le comportement de l’alimentation respecte les normes en vigueur en se mettant immédiatement en sécurité quelque soit le défaut. Concernant les surcharges, nous avons pu constater que les shunts de courant découvert sur le PCB étaient (pour une fois !) bien utilisés. En effet, ils limitent le courant consommé sur les quatre rails +12V à 24.5A chacun. Pour 18A annoncé, cette valeur nous parait parfaitement choisie. Sur le +5 VSB, la sécurité s’active à 5A (pour 3.5A annoncé).

Nous avons ensuite envoyé quelques pics de tension de 600V dans le bloc sans que celui-ci ne défaille. De même, aucune présence de plomb n’a pu être mise en évidence sur les soudures ni sur les composants employé dans cette alimentation.

 

• Conclusion

Pour son grand retour dans le monde des alimentations pour PC, Asus a choisi de s’adjoindre les services d’un grand fabricant : Delta Electronics. La qualité s’en ressent puisque la construction interne de la U-75HA est clairement orientée haut de gamme,  même s’il manque encore quelques raffinements technologiques. Globalement, ce modèle de 750 Watts rempli parfaitement sa fonction et se maintient dans les normes admissibles sur tous les points testés.

Dans le positif, on remarquera son excellent filtrage côté secteur, son efficacité, ses composants internes de qualité et surdimensionnés, la bonne stabilité du courant sur les rails +12V, son silence quasi-absolu (même en pleine charge) et sa gestion des protections électriques. Toutefois, bien que la qualité globale de ce bloc soit plus que correct, on déplorera tout de même certaines lacunes. Ainsi, on peut mettre l’accent sur le ripple un peu élevé sur le rail +3.3V, sur le temps un peu long de certaines transitions de courant et surtout, sur la mauvaise gestion des microcoupures. Rien de critique, mais des points qu’il aurait été bon d’améliorer.

L’Asus U-75HA devrait être lancée en France au mois de Novembre à un prix situé entre 100 et 120€ pour la version 750 Watts. A ce prix, il est certes possible de trouver des alimentations modulaires de puissance équivalente, mais de qualité moindre. Pour une configuration musclée, ce bloc reste donc un bon choix … en attendant la nouvelle génération d’alimentations Seasonic.