Advance ATX-5000 & Heden PSX-A830 (partie 2) | La suite !

Par Doc TB | le 1 juin 2008 | Modifié le 25 mai 2021

Le mois dernier, nous vous présentions un premier test de l’alimentation Noname Heden PSX-A830 qui a fait beaucoup de bruit. Pour rappel, après l’autodestruction de plusieurs de ces alimentations sur notre banc de test, nous avions mis en doute les caractéristiques revendiquées par l’importateur, la société PCA France. S’en est alors suivi un droit de réponse agressif mettant en doute nos compétences ainsi que des menaces de procès. Un mois plus tard, nous n’avons toujours pas obtenu les documents attestant de la conformité de ce modèle, pas plus que l’assignation devant la justice. Par contre, de très nombreux lecteurs, assembleurs et revendeurs nous ont fait part de leurs déboires avec les alimentations premier prix en général.

Pour revenir à l’article que nous avions publié, il constituait simplement une démonstration spectaculaire d’un cas pratique isolé, bien que nous ayons reproduit les tests deux fois. C’est pour cette raison que nous avons décidé de pousser beaucoup, beaucoup plus loin les tests afin de publier l’article le plus complet possible sur les alimentations bas de gamme « Noname ». Pour cela, il nous fallait un cobaye et c’est de nouveau l’Heden PSX-A830 que nous avons choisi, non pas dans un quelconque esprit de « vengeance », mais parce qu’elle fait partie des modèles low cost les plus distribués en France. Dans cet article, nous allons donc décortiquer ce modèle à un niveau jamais vu afin d’évaluer ce que vaut exactement cette alimentation, composant par composant. Nous tenterons de rester le plus compréhensible possible pour un néophyte.

Certains témoignages plus poussés nous sont également parvenu, comme celui de Jacques Mezan de Malartic, responsable de la commission CEM (compatibilité électromagnétique) du Réseau des Émetteurs Français (REF-Union, une association reconnue d’utilité publique). Celui-ci assure que « les perturbations de réception sont désormais très fréquentes et bien souvent dues à des alimentations à découpage de PC ou d’autres appareils électroniques. » et nous indique avoir reçu le témoignage d’un radioamateur dont les communications ont été gravement perturbées par l’alimentation Heden utilisée par le PC d’un voisin. Poursuivant, « le cas de l’alimentation Heden […] nous a été signalé par un membre de notre association et nous souhaitons porter la réclamation au plus haut niveau possible». Enfin, Jacques Mezan de Malartic nous informe de l’existence d’une procédure engagée en Angleterre contre un fabricant d’alimentation dont les produits dépassent de loin les normes autorisées en termes d’émissions électromagnétiques.

Avant de poursuivre, un point à préciser : les mesures et tests que nous effectuons n’ont pas pour vocation d’être ceux d’un laboratoire agréé. Nous ne décernons pas de certificats officiels garantissant la conformité (ou non) d’une norme. Ce n’est tout simplement pas notre métier. Par contre, comme tous journalistes, nous pouvons donner notre avis sur tel ou tel produit en fonction des éléments que nous jugeons pertinents et cela, dans la limite de nos compétences, de notre bonne foi et du matériel utilisé. A ce sujet, il est intéressant de noter que les appareils de mesures que nous utilisons sont calibrés, eux, par un laboratoire agrée reconnu par les organisations officielles. Voici d’ailleurs, pour information, quelques uns des certificats de calibrations.

Pour mener à bien ces tests, nous avons achetés une quinzaine d’alimentations identiques auprès de deux revendeurs afin de nous assurer que nous ne disposions pas d’un modèle défectueux ou d’une « mauvaise » série. Nous avons ensuite dessoudé un à un tous les composants d’une partie de ces alimentations afin d’en étudier le fonctionnement. Nos résultats sont donc le fruit d’une longue analyse. Mais avant de nous intéresser à sa construction interne, commençons par l’aspect extérieur. En un mot : procédons.

Aspect extérieur.

La PSX-A830 V2.2 d’Heden est généralement vendue comme modèle « générique » de 480 Watts, une puissance d’ailleurs revendiquée par le constructeur et inscrite clairement sur l’étiquette. Elle dispose d’un connecteur ATX 20+4 broches, d’un connecteur ATX +12V à 4 broches, de 3 Molex classiques et de 2 fiches SATA. Selon nos informations, ces alimentations sont en fait produites par le constructeur chinois Soly-Tech selon un cahier des charges spécifique à l’importateur français. Premier détail : sur le site de Soly-Tech, on trouve une gamme d’alimentation ATX portant la mention « Ver2.2 », tout comme sur l’alimentation Heden. Dans cette gamme, aucun modèle ne dépasse les 400 Watts puisque ceux-ci s’échelonnent de 220 à 400 Watts. L’analyse de l’étiquette va nous en apprendre plus.

Enfin, dernier point à noter, l’étiquette indique la présence d’un PFC (Power Factor Correction – Correction du facteur de puissance) actif (3) comme le prouve très bien la phrase « Alimentation en PFC active ». Pour rappel, la présence d’un PFC (qu’il soit actif ou passif) est obligatoire pour tout produit vendu en France – et dans tous les pays de l’UE – depuis 2001.

Il est maintenant temps d’ouvrir le bloc car, pour connaitre le fin mot de l’histoire, il faut analyser les caractéristiques des composants internes.

Calculons maintenant la puissance disponible à l’aide des indications que nous donne l’étiquette. Ecrit en rouge (1), on retrouve cette puissance de 480 Watts vantée par le fabricant. La répartition des courants est indiquée dans le tableau (2) situé juste en dessous. Celui-ci indique les puissances maximum par tension, puis les puissances maximums cumulées sur les différents rails. On voit ainsi, sur la dernière colonne du tableau que la puissance maximum cumulée sur les rails +3.3V, +5V et +12V est de 455 Watts. Si on ajoute les 12 Watts du rail -12V (1 * 12) et les 12.5 Watts du rail +5VSB (2.5 * 5), on obtient 455 + 12 + 12.5, soit 479.5 Watts, la puissance totale annoncée.
Mais si l’on y regarde de plus prêt, ces valeurs sont totalement erronées, car l’avant-dernière colonne du tableau spécifie une puissance cumulée pour les rails +5V et +12V de seulement … 130 Watts ! Or, toujours selon l’étiquette, le +3.3V ne peut fournir que 14 Ampères, soit à peine plus de 46 Watts. Il est alors absolument impossible que la combinaison des trois tensions primaires (+3.3V, +5V et +12V) monte à 455 Watts avec 46 Watts max pour le +3.3V et 130 Watts pour les deux autres.
Si l’on respecte les 130 Watts pour les rails +5V et +12V, qu’on rajoute les 46 Watts du rail +3.3V ainsi que les 12 Watts du -12V et les 12.5 Watts du +5 VSB, on obtient une alimentation de 130 + 46 + 12 + 12.5 = 200.5 Watts. Loin, très loin des 480 Watts annoncés.
On peut émettre plusieurs hypothèses concernant ces valeurs incohérentes et contradictoires. Il peut s’agir d’une erreur typographique : par exemple, la puissance de 130 Watts inscrites dans l’avant-dernière colonne ne seraient pas celle des rails+5V et le +12V cumulés, mais plutôt celle des rails +3.3V et +5V. Il peut également s’agir d’une manœuvre volontaire pour tromper l’acheteur sur la puissance réelle de l’alimentation. Mais dans ce cas, un passage de 480 Watts à seulement 200 Watts parait un peu grossier.

Résumé.

Bien qu’obligatoire pour tous les produits vendus dans l’union européenne depuis 2001, la PSX-A830 d’Heden ne contient aucun dispositif de correction du facteur de puissance (PFC). Et ce, malgré les informations écrites sur l’étiquette. En conséquence, les harmoniques générées dépassent largement les normes. Côté haute fréquence, la PSX-A830 intègre les condensateurs et inductances obligatoire pour limiter la pollution electro-magnétique. Mais ce n’est pas le cas sur tous les modèles vendus par Heden ! La PSXA330U par exemple, n’en contient absolument aucun. Quant au fusible présent dans l’alimentation, il est dimensionné pour une puissance de 180 à 240 Watts, selon le constructeur…

Analyse Interne : découpage.

Détaillons maintenant le fonctionnement du découpage à proprement parler. Petit rappel technique : le courant est d’abord redressé par un pont de diode, puis est stocké dans deux gros condensateurs avant d’être « haché » par les transistors de puissances qui l’envoient vers le transformateur sous la forme d’un signal carré haute fréquence.

Sur l’Heden PSX-A830, le redressage est effectué par quatre diodes 4A05 : un montage moins propre, mais plus économique qu’un pont redresseur complet. Une fois redressé, le courant est stocké dans deux condensateurs de 470 µF spécifiés à 200 Volts. Ces composants font parties des plus importants (et les plus chers) de toute l’alimentation. Les condensateurs utilisés dans l’alimentation sont des modèles chinois sans marque apparente et sont spécifiés à 85°C. Pour connaitre leurs capacités réelles, nous en avons dessoudé une dizaine et les avons testé un-à-un.

Etrangement, tous les condensateurs marqués « 470 µF » que nous avons testés ont été mesurés à seulement 340 µF en moyenne, soit une capacité presque 30% inférieure à la valeur spécifiée ! En pratique, il pourrait s’agir de condensateurs de 330 µF remarqués en 470 µF pour économiser quelques centimes. S’il s’avère que c’est le cas, c’est absolument déplorable.

Passons au transformateur. Celui-ci révèle probablement la bizarrerie la plus étrange que nous ayons constaté sur cette alimentation. Au fur et à mesure que nous dépecions les PSX-A830, il est apparu qu’étrangement, la taille du transformateur semblait varier d’un échantillon à l’autre malgré le fait que les références étaient strictement identiques, tout comme le reste de l’alimentation. LA seule solution était de démonter entièrement ces transformateurs et de les comparer ensuite. Tous ceux que nous avons extraits étaient des modèles ERL-35, référence qui indique la taille du transformateur. Plus il est gros, plus il permet de transférer de fortes puissances du primaire au secondaire. La gamme ERL est ainsi constituée de nombreux modèles comme ERL-25, pour les alimentations jusqu’à 100 Watts, ou ERL-28, jusqu’à 200 Watts. Une fois la dizaine de transformateur « ERL-35 » sur le plan de travail, force était de constater qu’il y avait en fait deux tailles bien distinctes.

Sur l’arrière du transformateur – totalement impossible à voir sans dessouder le tout – figure la véritable référence. Celle que l’on trouve sur le dessus n’est qu’une étiquette autocollante transparente. On constate ainsi que certains ERL-35 sont en fait des ERL-28 remarqués. Or, avec un petit transformateur ERL-28, il est inutile d’espérer dépasser les 200 Watts en puissance totale. Le plus étrange reste l’homogénéité du mélange. Sur les 12 Heden PSX-A830 éventrées, 5 d’entre elles étaient dotées d’un ERL-28 remarqué et les 7 restantes intégraient un véritable ERL-35. A croire que le fabricant est venu à manquer de transformateurs et les a remplacé à la va-vite par des modèles plus petits.

Résumé.

L’étage de découpage apporte son lot de surprise. Tout d’abord, les condensateurs de 470 µF situés en entrée ne sont en fait que des modèles de 330 µF. Ensuite, les transistors chargés du découpage sont de vieux NPN sous-dimensionnés, là ou on pourrait s’attendre à des MOSFETs. Mais le plus absurde vient du transformateur qui, selon les séries, varie entre un ERL-35, pouvant supporter environ 350 Watts, soit un minuscule ERL-28 remarqué en ERL-35 et limité, lui, à 200 Watts !

Voyons maintenant les transistors de puissance qui servent au découpage. Cette fois encore, les économies de bout de chandelles sautent aux yeux. Pas de MOSFET ici, mais deux bons vieux transistors NPN, des KSH13007A de SemiHow, comme on peut le voir ci-contre.
Ces transistors sont spécifiés pour un courant maximal de 16A à 25°C en mode pulsé. Pour vous donner un ordre d’idée, les alimentations Zalman de 360 Watts sont équipées de transistors capables de fournir 36A dans les mêmes conditions. Quant aux MOSFET qui équipent la plus petite alimentation Corsair, (la VX450 de 450 Watts), ils supportent jusqu’à 80 ampères et sont environ 10 fois plus rapide à commuter.
Ces deux transistors sont accompagné d’un MOSFET HFS2N60 chargé du +5VSB. Celui-ci peut supporter un courant pulsé maximum de 6 A.

Analyse Interne: Régulation DC.

Dernier étage d’une alimentation à découpage, l’étage de régulation se charge de redresser les impulsions en provenance du transformateur à l’aide de diodes Schottky, puis de filtrer le courant et la tension à l’aide d’inductances et de condensateurs. Le courant disponible en sortie est ainsi directement lié aux diodes Schottky utilisées sur les différents rails. Pour en savoir plus, nous avons consulté les datasheets des trois barrières Schottky utilisées pour le +3.3V, le +5V et le +12V.

Côté +3.3V, le composant est capable de tenir 16 ampères alors que le rail est spécifié à 14 ampères sur l’étiquette. Tout juste donc, sans compter que ces valeurs sont données à 25°C et qu’on chute à 10A à 90°C. De plus, la limitation sur ce rail sera aussi liée au fait que le +3.3V et le +5V sont tout deux pris sur le même enroulement du transformateur.

Côté +5V, le SB3045ST peut supporter jusqu’à 30A à température ambiante, mais chute à 20A à 90°C. Ceci reste toutefois en adéquation avec les 21A indiqués sur l’étiquette. Ceci dit, au risque de se répéter, le transformateur (surtout s’il s’agit d’un ERL-28 remarqué) ne supportera guère plus de 100 Watts sur le +3.3V et le +5V de manière combinée.

Enfin, c’est le +12V qui pêche le plus. Alors que cette tension est de loin la plus utilisée dans les PC récents (souvent à hauteur de 80% de la puissance totale consommée), le SBL2060C utilisé ne peut délivrer que 20A, grand maximum, alors que l’étiquette parle de 2 x 18 ampères. On en est loin. D’ailleurs, à ce sujet, les spécifications parlent de deux rails +12V. Voyons ce qu’il en est.

A la vue du schéma, archi-classique, on constate qu’il n’y a pourtant qu’un seul rail +12V. Nous avons ensuite testé un à un tous les condensateurs de filtrage présents sur les trois rails principaux pour vérifier leurs valeurs.

Cette fois, pas de surprises : tous les condensateurs sont bien proches de leurs valeurs nominales. Toutefois, les références choisies par le fabricant semblent un peu faiblardes, avec environ 2000 µF au total par rail. De même, la grosse self « tout en un » ne semble pas construite dans les règles de l’art. Nous verrons un peu plus tard si ces observations se confirment dans la pratique.

Condensateurs de filtrage / secondaire
Self « tout en un » et self +3.3V

Résumé.

Les composants choisis démontrent encore une fois qu’il est impossible que les valeurs indiquées sur l’étiquette soient respectées. Par exemple, le rail +12V ne peut délivrer les 36 ampères maximum promis et ne contient pas deux rails. Dans des conditions théoriques optimales (inatteignable en pratique), il ne pourrait dépasser les 20A. Les autres composants comme les condensateurs de filtrage suivent le mouvement et sont plus adaptés à une alimentation de 240 Watts Max qu’aux 480 Watts imaginaires.

Divers.

Avant de passer à la partie pratique, nous avons jugé intéressant de vous parler de deux autres points. Le premier est la régulation thermique de la PSX-A830. Celle-ci est effectuée par le biais d’une thermistance connectée à un petit PCB étrangement vissé.

Le fonctionnement est très simple : ce petit PCB s’intercale entre l’alimentation +12V dédié au ventilateur du PCB principal et le ventilateur en lui-même, un modèle 8 cm de GlobeFan Tech. Il fait ensuite varier la vitesse de rotation en fonction de la température relevée par la sonde. Seul problème : la sonde est fixée au dissipateur des barrières Schottky et ne réagira donc pas à une surchauffe des transistors de découpage.

Autre point auquel nous nous sommes intéressés : la présence de plomb. Comme chacun le sait, la directive RoHS est rentrée en vigueur en 2006 et proscrit l’usage des soudures au plomb dans tous les appareils vendus. Nous avons donc cherché un moyen de savoir si un PCB contenait du plomb ou pas. Après de nombreuses recherches, nous avons trouvé des tests de surface industriels qui réagissent au plomb. Ceux-ci sont produits par la société Hybrivet Systems et permettent justement de vérifier la compatibilité RoHS. Ils se présentent sous la forme de petits bâtonnets munis d’un pinceau. Il faut d’abord casser les deux ampoules internes afin que le liquide se mélange et que le réactif se forme. Ensuite, il suffit de badigeonner la surface à tester : si la pointe vire au rose, voir au rouge, la présence de plomb est avérée. Nous avons donc effectué le test sur la PSX-A830, dont le PCB arbore un logo « Pb Free » :

Si on se fie au nuancier, une coloration rose comme celle-ci signifie un niveau de plomb « medium ». Selon le fabricant, ses tests sont fiables. Toutefois, pour ce type de tests simples ne peuvent se substituer à ceux effectués dans un laboratoire de chimie. Pour l’instant, nous ne pouvons que constater…

Tests pratiques.

Comme nous venons de le démontrer, il est maintenant clair que la PSX-A830 d’Heden est, au mieux, une alimentation de 240 Watts. Ceci explique naturellement son autodestruction lorsque nous la testions avec une charge de 325 Watts, pourtant nettement inférieure aux indications du constructeur. On peut donc maintenant se demander ce que vaut la PSX-A830 en tant qu’alimentation de 240 Watts. Pour cela, nous avons effectué notre batterie de tests habituels en la considérant comme telle. Dans un souci de fair-play, nous avons utilisé un modèle équipé d’un vrai transformateur ERL-35 et non d’un ERL-28 remarqué, ce qui aurait limité la puissance disponible.

Nous vous faisons grâce des tests sur les harmoniques de courant : vu l’absence de PFC, les résultats dépassent largement les normes. Vous pouvez toutefois les consulter ici. Rentrons dans le vif du sujet avec l’efficacité du bloc.

De 20 à 100% de charge (donc de 48 à 240 Watts), l’efficacité n’est pas si mauvaise, avec une moyenne de 73%. Certes, on est loin des 85% obtenus par des alimentations haut de gamme, mais on aurait pu s’attendre à pire. Ces chiffres sont d’ailleurs très proches de ceux de l’alimentation à 5€ que nous avions ramené directement de Chine. L’efficacité du +5VSB souffre par contre de la mauvaise conception de ce rail : la diode de régulation est soudée sur le PCB d’une manière pas franchement catholique. En conséquence, PC en veille, l’alimentation consommera quelques Watts « de trop » en permanence.

Nous avons ensuite testé la qualité du courant continu, en testant tout d’abord le Ripple, c’est-à-dire le bruit sur les différents rails, avec une charge de 240 Watts.

A 20%, le Ripple est très faible, avec 18 mV, 13 mV et 10 mV respectivement sur les rails +12V, +5V et +3.3V. Ceci dit, on en attendait pas moins avec une charge totale inférieure à 50 Watts. En augmentant petit-à-petit la charge, on constate que le bruit reste peu important jusqu’aux environs de 150 Watts. A ce niveau, le Ripple se met soudain à s’accroitre pour atteindre les valeurs que l’on voit sur les captures ci-contre. Bien qu’élevé, particulièrement sur le +5V (malgré une répartition de la charge qui a tendance à épargner ce rail), le bruit reste dans les normes spécifiées. A noter tout particulièrement la bonne tenue du +3.3V, probablement grâce à sa self dédiée et à ses condensateurs de filtrage corrects.
Il est toutefois évident qu’on atteint les limites de l’alimentation avec ces 240 Watts. Si l’on pousse quelques instants à 300 Watts, l’instabilité des tensions devient encore plus flagrante, preuve que la PSX-A830 n’a pas été dimensionnée pour une telle charge.

Poursuivons avec les tests de transitions ou l’on constate exactement le même comportement que pour les tests de Ripple : a partir de 150 Watts, la chute de tension provoquée par un brusque changement de l’intensité devient notable. A 240 Watts, on termine juste au dessus du minimum permis par la norme ATX. Dans le sens inverse par contre (passage de 15A à 2A), rien à signaler : la hausse de tension qui en résulte est toujours largement comprise dans les limites acceptables. Le +5V par exemple ne dépasse jamais 5 volts… Pour résumer, la qualité du courant continu est acceptable, pour peu qu’on ne dépasse pas de beaucoup les 200 Watts. A titre de comparaison, nous avons tout de même effectués quelques tests avec les modèles dotés d’un transformateur ERL-28 travesti en ERL-35. Les résultats ne varient guère, si ce n’est qu’on parvient aux valeurs limites environ 40 Watts plus tôt, soit aux alentours de 200 Watts.
Nous avons terminés ces tests par la vérification des protections de base. Désolé pour les adaptes de vidéo explosives, mais les nouvelles protections mises en place dans le laboratoire se sont révélées efficaces. Les disjoncteurs se déclenchent maintenant beaucoup plus rapidement, ce qui limite fortement le courant de court-circuit et par conséquence, les effets pyrotechniques. Toutefois, en ayant étudié le design de la PSX-A830 en détail, il est très facile de provoquer la destruction de l’alimentation, tant les protections sont peu nombreuses. Par exemple, le rail -12V ne bénéficie d’aucune protection : une simple surintensité provoque systématiquement l’anéantissement des diodes, voir dans certains cas la mise en court-circuit de l’enroulement correspondant du transformateur. Une charge de 350 Watts prolongée entraine le même résultat au bout de quelques minutes, souvent à cause de la fonte des transistors de découpages.

Résumé.

Pour peu qu’on se limite à 240 Watts, la PSX-A830 se comporte comme une alimentation médiocre, mais qui respecte généralement tout-juste la norme ATX. En pratique, les résultats obtenus sont bons jusqu’à une charge de 150 Watts et se dégradent rapidement ensuite, ce qui achève de dissiper les doutes quant à la puissance réelle de ce modèle. Concernant les protections, le fabricant s’est contenté du strict minimum et il est très simple de provoquer la destruction de l’alimentation. Même pour le néophyte, une simple erreur de branchement suffira.

L’une des meilleures façons de connaitre la véritable puissance d’une alimentation par le bloc est le test de résistances aux microcoupures. La norme ATX spécifie qu’un bloc doit résister à une coupure du secteur pendant un temps supérieur à 16 ms. Pour tester ce point, on provoque cette coupure et on mesure le temps écoulé avant que la ligne PS_ON du connecteur ATX (qui indique que l’alimentation délivre des tensions correctes) ne passe à zéro. Généralement, les fabricants dimensionnent les condensateurs d’entrées exactement pour tenir les 16 ms, ni plus ni moins. Il est donc facile de connaitre la puissance réelle du bloc en fonction de sa résistance aux microcoupures.
Sur l’Heden PSX-A830, équipées de condensateurs de 330 µF (marqués 470 µF), on aboutit à environ 15 ms avec une charge de 240 Watts. A 220 Watts, on obtient 16.40 ms. On peut donc en déduire que le fabricant à dimensionné ces composants pour une puissance d’environ 220 Watts, ce qui confirme ce que nous avions déjà constaté.

Conclusion.

Après un premier test qui s’est rapidement soldé par l’autodestruction spectaculaire du cobaye, nous avons jugé bon de poursuivre nos investigations et d’étudier encore plus en détail une alimentation très bas de gamme courante, en l’occurrence la PSX-A830 d’Heden. Le nombre impressionant de témoignages reçus d’utilisateurs ayant rencontrés des problèmes avec ce type de produit nous confortent dans le bien-fondé de notre démarche.

Mise à jour du 24/04/2013

Cet article a fait l’objet d’une procédure judiciaire intentée par la société PCA France à notre encontre de 2008 à 2013. Lors des travaux préparatoires à notre défense, nous avons fait effectué de nombreux tests par de grands laboratoires de tests agrées, qui ont confirmés en tous points les résultats obtenus ci-dessus. La Tribunal nous a finalement donné raison face à PCA France, reconnaissant la qualité de notre travail et exigeant uniquement la suppression de deux paragraphes imprécis de la conclusion.