ファンレスPC電源@14号機 #3

前回の記事で起動に失敗した電源モジュール μ-PUNIT100(200W改:試作機) の製造元から、何やらまたしても試作品と思われる品が何故か2個到着しました。
筆者は、とりあえずPG信号を250msに変更した品を送ったとしか聞いておらず、2個がどんな仕様なのか全く判りませんwから、取り付ける前に少し調べてみます。
ていうか、何故2個?

2個届いた意味に付いて想像してみる・・・
① picoPSU-160 は辞めて2台ともμ-PUNIT100(改)にしましょうよ
② 1個はプレゼントです、別のPCでも使って下さい
③ 貴方は試験要員に抜擢されました。色んなPCで使ってログを送って下さい
④ 間違えて送っちゃいましたので1個は返送して下さい

まぁ、そんな事はおいといて、2個を見てみましょうw
DSC00693.jpg
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前回の物と比べても、数箇所の違いが有ります。

まず、向かって右側はコイルが2階建てではないので試作品ではなく製品版の可能性もあります(シリアルNoらしきシールが張ってあります)
こちらを μ-PUNIT100試作2号機(略称:試2号)と呼ばせて頂きます。

そして、向かって左側は前回同様にコイルが2階建てになって基板裏の積層セラコンが前回の品より1個追加になっています。
こちらを μ-PUNIT100試作3号機(略称:試3号)と呼ばせて頂きます。

併せて、これ以降は前回の品を μ-PUNIT100試作1号機(略称:試1号)と呼ぶ事にします。でないと、どれがどれだか判らなくなってしまいますからw

他に違いとして、試1号では2階建てだったON/OFF制御しているMOSFETが仕様の異なる品に変更されていて試2号と試3号どちらも1個になっていますが、それぞれに異なるMOSFETが入っています。

他にも、試1号ではATX24pinの足に直接ハンダ付けされていた積層セラコン2個が両方とも無くなっていますし、抵抗値が異なる所があったりと、似ている様で修正点が複数あります。

ですが、一番の違いは、MOSFETが違う物に変更になっている事かもしれません。
試3号はハイサイドとローサードに異なるMOSFETが入っていますが、試1号や試2号はハイもローも同じ物です。

というか、電気的な仕様は安定してくれれば良いのですが、それより筆者としては、14号機ではメモリと物理的に干渉してしまうので
Molex 0469911024
molexATX24L.jpg
こんな感じのL字型に変更して欲しいんですけど。と提案しておきました。
ちなみに黒が好きなんじゃなく、リフロー対応品なので実装面側でもOKなんじゃ?と思った次第です。部品面にL字で付けば更にスリムに出来ると思うからです。picoPSUもですが、ぜんぶL字コネクタにしてくれると、ほぼどんなマザーでも取り付け出来そうですよね?
L字じゃないにしても、全部のコネクタが同じ向きは、辞めて欲しいです。せめて片側だけでも部品面側にしてくれないと、メモリとの物理干渉が痛いです。

そして恒例の、ATX電源チェッカーです。

試2号
DSC00698.jpg
あれェ・・・250msって言ってたのに320msですよ?数回計測し直しましたが320ms~330msで計器の測定誤差が最大10%ですから。でも今度は警告音も無く、全て正常値を示しています。コイツは当たりか?(当たりってなんだよw)

試3号
DSC00696.jpg
こちらは、伺っていた通り、たぶん250ms設定で、計器の測定誤差が最大10%ですから測定値が240msと言う事でしょう。
でも何故か全て正常値の筈なのに警告アラームが鳴っています。もしかしたら200ms台は鳴るのかもしれません。

昼食後に、時間を見付けてMOSFETのデータシートから、およその定格出力を推測してみます。


昼食後・・・
MOSFETのデータシートをGoogle先生と相談しながら拝見させて頂きました。

試2号
MOSFETはローハイ両側ともフェアチャイルドの6612Aで、定格8.4Aです。
ON/OFF制御がTOSHIBA TPC8027 定格18A≒220W

試3号
MOSFETは、少々凝った構成の様です。
LowSideがTOSHIBA TPC8A03-H 定格17A
HiSideがRenesasElectronicsAmerica K0366 定格11A
ON/OFF制御がALPHA&OMEGA AO4430 定格18A≒220W

どちらも、ON/OFF制御が18A品でオン抵抗が5mΩと非常に低く(オン抵抗が低いと言う事は発熱が少なく効率が高いと言う事になります)、220Wクラスに耐えられそうな物で、試2号は製品版と似た構成で12Vのみ強化されている試作機?で、試3号は全ての電圧で出力を強化し併せて定数変更などもしてあるアグレッシブな試作機ではないかと想像します。

筆者は正規品を未だ見た事が無いので想像でしかありませんがw

ちなみに picoPSU-160 はON/OFF制御がHPの説明によると20A品でオン抵抗4mΩのMOSFETの様です。後ほど実物から型番を調べてデータシートを参照してみます。

実装・・・
昨日同様に14号機に取り付けて電源を入れてみましたが、昨日同様に試2号・試3号ともに起動しませんでしたorz

AC-DCユニット
TDK-Lambda VS150E-12 は picoPSU-160 用に使っても良さそうなので、ATX電源としての筐体を自作するか、AC-DC部分だけ新技術つくばに売ってもらうか考え中です。
私の提案で新技術つくばの方でも蜂の巣状の穴が開いた物を設計中の様ですから、それが出来るまで待ってみようと思っていますが、自作する場合は、蜂の巣状の六角穴が開いたアルミパンチ板を買ってきてL字に加工して基板固定とスイッチとAC100Vの取り付け穴を作ってケースに固定すれば、基板下の風通しも良くなり、良いかなぁって考えてます。
ただ、自作すると材料費が割高なので、完成品?を購入するのと値段的には同じです。自分好みに作れるメリットと製品としての完成度を求めるかでも悩みます・・・が余分に1個くらいあっても良いとも思うので、結局は自作しちゃうかも?

試しにクランプメータ2個を使ってAC-DC部分のみ変換効率を測定してみました。
負荷はpicoPSU-160を挿した14号機です。
自作変換コネクタ
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DSC00700.jpg
AC100Vの入力側が0.8A≒80Wの時に出力側は5.8A≒70Wでしたので変換効率87%程度です。
という事は・・・μ-PUNIT100のAC100V-ATX24pin変換効率が85~87%ですからμ-PUNIT100本体の変換効率はpicoPSU-160より高そうですね。後はμ-PUNIT100が正常動作さえしてくれると良いのですが・・・
追記:
AC-DCの変換効率はTDK-Lambda VS150E-12のカタログに記載されていました。筆者の計測値87%はカタログ値と同一でした。
自然対流での温度:
ファンレス電源という事で若干冷却が気に成り計測してみました。室温20℃で3時間通電状態(50~60%負荷)で黒い放熱板が約60℃(放射温度計で測定)に成りました。OpenCLで組んだバッチプログラムで長時間負荷をかける様な使い方をした時の発熱が心配なので負荷80%で後ほど測定してみようと思いますが軽く送風(12cmファン500rpm程度)した方が無難かもしれません。
リプルノイズ:
上記でカタログを見た時にリプルノイズも掲載されていました。カタログ記載値で0℃~70℃が150mVで、-10℃~0℃が180mVです。電解液を使った2次側コンデンサの温度特性は若干悪いので10℃以下でのリプルノイズ増大が気に成っていたのですが、大容量品(2700μFx2個)を使うことで緩和しているようです。
ATX12V規格ではリプルノイズの上限が120mVなのですが、TDK-Lambda VS150E-12のカタログに記載されている物はATX規格とはリプルノイズの計測方法が異なるらしく単純に数値で比較出来るものでは無いそうです。
後ほど測定するつもりでしたが、恐らく15℃あたりから温度低下と伴に徐々にリプルノイズが増大し-10℃で常温時の30%+増といった感じになると思われます。
少々のリプルノイズなら、ケーブル長とマザー側1次コンデンサによるLCフィルタが形成されるので問題無い(新技術つくばサポート談)そうですが、せっかく気を使って電源環境を整えようとしている訳ですから、マザー側のコンデンサに頼らない電源に成ると良いなと思っていますし、マザー側の1次が電解液タイプなら真冬の早朝に起動する時に不安定に成るかもしれません。(筆者は、そういう経験が有る為・・・)
それと、これと組み合わせた場合、picoPSU-160がコイル鳴きする事に気付きました。
別の電源と組み合わせた場合はコイル鳴きが無いので、TDK-Lambda VS150E-12 が少なからずpicoPSU-160のコイル鳴きに関係していそうです。
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DualSocketTheWorld

Author:DualSocketTheWorld
自作を始めて20台目くらいになりますが、最初からデュアルソケット限定(始めた当時はデュアルスロット)で自作しており、近年になってAMD K6を試したくなりSocket7でK6-2+のシングル構成で組んだのがシングル初です。

シングルマザー(含:シングルソケットマルチコア)や4ソケット以上の自作は基本的にしませんし、メーカー製PCの改造も基本的にはしません(ノートPCのSSD化くらいはしますが・・・)

基本路線はワークステーションと呼ばれる分野での自作で、OSもWindows系であればProfesionalが主な対象に成ります。

ゲーマーの様なOverClockは行わず、WS路線としてハイエンドCPUとハイエンドGPUの組み合わせで定格或いはDownClockで発熱を抑えつつ、その時のアーキテクチャに置いて爆速かつ静音を目指し、30年以上の長期に渡り稼動状態をキープする事を目指します。

※基本的にリンクフリーです。どこでも自由にどうぞ。

※画像は時々変ります。

※お決まりの文章ですが、改造は個人の責任で行ってください。ここに記載された情報は間違いを含んでいる可能性が有り、それを元に製作や改造などをして失敗しても筆者は一切責任持てませんので悪しからず。

筆者略歴:
小学生時代にゴミ捨て場で拾ったジャンクテレビ数台を分解して部品を取り出し真空管アンプを自作、中学生時代にPC8801mkⅡsrでZ80アセンブラを始める。社会人になって初のプログラムは弾道計算、後に医療系・金融系プログラマ~SEを経て100~200人規模プロジェクトのジェネラルマネジャを数年経験、独立して起業。現在は不動産所得で半引退生活。
(人物特定を避ける目的で一部経歴を変更しています)

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