[FAQ] Netzteile-Welches ist das richtige?

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[FAQ]Netzteile-Welches ist das richtige?

Inhalt

1) Allgemeines Grundwissen und Technik

1. Vorwort
2. Allgemeine Kriterien
3. Begriffe
4. Toleranzwerte und Sicherheitsmechanismen
5. Stecker
6. Aufbau eines PC-Netzteils (Theorieteil)
7. Aufbau eines PC-Netzteils (Theorieteil II)
8. Aufbau eines PC-Netzteils (Praxisteil)

2) Kaufempfehlungen

1. Empfehlungen mit und ohne Kabelmanagement

3) Sonstiges

1. Kühlung
2. Stromverbrauch
3. Integrierte Netzteile
4. Redundante Netzteile
5. Markenvergleich
6. Service
7. Fazit

1) Allgemeines Grundwissen und Technik

1.1) Vorwort:

Immer wieder stellt sich die Frage, welches Netzteil genommen werden soll.
Viele greifen zu billigen Angeboten, weil sie dann mehr Geld in andere Komponenten wie die GPU stecken können. Oder sie denken nicht groß über den Kauf nach und nehmen das, was ihnen in die Hände fällt.
Dabei ist das Netzteil zweifelsohne einer der wichtigsten Bauteile und beeinflusst die Stabilität eines Systems.
So wie das Herz die Organe mit Blut versorgt, versorgt das Netzteil die Komponenten mit elektrischem Strom.
Also sollte man zumindest mal einen Blick auf die genaueren Daten werfen.

Wer sich nicht mit dem Theorieblock auseinandersetzen möchte, obwohl dieser nur einen kleinen Teil des tatsächlichen Umfangs zu dem Thema Netzteile darstellt und es noch weit trockener hätte ausfallen können, kann direkt zu dem Abschnitt mit dem Stromverbrauch anhand von Beispielsystemen und entsprechenden Empfehlungen übergehen. Jedoch sollte man sich wenigstens in die übersichtlich aufgelisteten allgemeinen Kriterien einlesen, welche direkt im nächsten Punkt zu finden sind.

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1.2) Allgemeine Kriterien:

Pimäre Kriterien:

• Hat das Netzteil einen Wirkungsgrad von 80% oder darüber?
• Wieviel Ampere liefert die immer wichtiger werdende 12V Schiene?
• Bietet es genügend Leistung und Steckeranschlüsse für meine Ansprüche?
• Bringt es die nötige Zuverlässigkeit durch Wertestabilität mit sich?
• Hat es aktuelle Sicherheitsmechanismen?
• Hat es aktives PFC?

Sekundäre Kriterien:

• Ist das Netzteil leise oder hört es sich an wie eine startendes Flugzeuggeschwader ?
• Ist die Optik ansprechend und passt es farblich zum Gehäuse?

Wenn man sich diese Fragen stellt, kann man schon sehr gut Angebote herausfiltern.

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1.3) Begriffe:

Nicht jeder kann etwas mit den Begriffen anfangen, deswegen folgen nun einige Erläuterungen:

Wirkungsgrad: Der Wirkungsgrad ist die Nutzleistung im Verhältnis zur zugeführten Leistung. Man sollte hierbei bedenken, dass zu viel Watt nicht sinnvoll ist. Denn im niedrigen Lastbereich sinkt der Wirkungsgrad enorm. Netzteile mit dem 80-Plus Zertifikat haben allerdings unter 20, 50 und natürlich 80% Last bereits eine Effizienz von 80% oder darüber.

Folgende Kurve (by tecchannel) zeigt den möglichen Verlauf eines solchen Netzteils:

Wie man sieht ist die Effizienz unterhalb von 20% Auslastung sehr gering. Ab dann hat ein solches 80-PLUS Netzteil nur noch Werte oberhalb des 80% Bereiches. Der höchste Punkt liegt meist zwischen 50%-80%. Danach fällt es wieder leicht ab. Es gibt natürlich auch Ausnahmen, der Verlauf der Kurve ist bei jedem Netzteil individuell.

12V Schiene: Die +12V Schiene kann man als wichtig bezeichnen, da sehr viel daran hängt:
Festplatte(n), CD/DVD-Laufwerke, Grafikkarte(n), Lüfter und Teile des Mainboards.
Moderne Netzteile haben getrennte +12V Schienen, was jedoch umstritten ist. Denn gerade bei SLI/ Crossfire Systemen wurden teils einzelne Schienen überlastet.
Intel hat mittlerweile sogar die maximale Belastung einer +12V Schiene (20Ax12V=240VA), welche seit 2003 durch die ATX12V v2.0 Spezifikationen besteht, zurückgezogen und einzelne Hersteller setzen wieder nur auf eine mit deutlich mehr Ampere.
Es spielt bei mehreren +12V Leitungen keine große Rolle, wieviel jede einzelne leisten kann, sondern wieviel Ampere Combined geliefert wird.

Combined: Der Begriff Combined kommt aus dem Englischen [zusammengefügt, vereinigt] und ist die kombinierte Leistung aus mehreren Schienen. Bei Markennetzteilen werden diese immer aufgezeigt. Ist nur die Gesamtbelastung einzelner Leitungen angegeben, so kann man davon ausgehen, dass der Hersteller etwas verbergen möchte. Wie aus der vorherigen Erklärung ersichtlich, bezieht sich das unter anderem auf die +12V Schiene. Jedoch werden auch die ebenso leistungsrelevanten Spannungen +3,3V und +5V zusammengesetzt bzw. die Leistung, die das Netzteil insgesamt liefern kann. Man muss beachten, dass diese Werte niemals einfach addiert werden können.

-5V Schiene: Einige Netzteile haben noch eine -5V Schiene, viele moderne allerdings nicht mehr. Bei älteren Platinen sollte man darauf achten, ob ein Bedarf an dieser Leitung besteht.
Dieses ominöse Urgestein, welches für DRAM Speicher Schaltkreise benötigt wurde ist heute keine Notwendigkeit mehr.

Leistungsfaktorkorrektur (PFC):
Dieser Filter reduziert den Anteil an störenden Oberschwingungen und versucht, wie der Name schon sagt, den Leistungsfaktor nahe 1 zu bringen.
Aktives PFC erreicht einen Leistungsfaktor von ganzen 0,95-0,99, es macht die PSU zudem wesentlich leichter. Wobei die sehr aufwändige Zusammensetzung eine höhere Störanfälligkeit mit sich bringt.
Es werden beispielsweise hochfrequente Störungen erzeugt, denen Filtermaßnahmen entgegen wirken müssen. Letzteres vorausgesetzt macht es aber insgesamt wesentlich effektiver als den Kollegen.
In billigen Netzteilen kommt meist eine passive Lösung zum Einsatz, die aber weit weniger wirksam ist. Es wird dem Netzteil einfach eine Drossel vorgeschaltet, die nur eine Korrektur 0,7-0,8 aufweist. Damit ist es spätesten ab mittelgroßen PSUs unwirtschaftlich. Es gibt zwar keine EMV-Störungen, aber das Netzteil wird dadurch erheblich schwerer und es kann unter Last zu einem unangenehmen Piepsen kommen.
Gerade für Firmen, die auf Sparsamkeit wert legen, lohnt es sich Netzteile mit aktivem PFC im großen Umfang zu kaufen.
Produkte generell ohne Power Factor Correction sind in der EU durch die EMC Richtlinie untersagt.

Power Good: Wenn man seinen Rechner einschaltet, werden bereits grundlegende Teile der Steuerlogik auf dem Mainboard mit Strom versorgt. Dies übernimmt die +5 VSB Schiene mit eigenem Transformator und Postfilter. Bevor der PC nun aber vollständig bootet, überprüft das Netzteil die Stabilität seiner Ausgangsspannung und kommuniziert anschließend mit dem Mainboard über ein grünes Kabel. Darüber wird das sogenannte Power Good Signal ausgegeben und wenn alles in Ordnung ist, schaltet das Netzteil auf den Haupttransformator um. Das Mainboard beginnt mit dem Startvorgang.

Restwelligkeit: Möchte man aus einer Wechselspannung eine Gleichspannung erzeugen, so wird man diesen Status nie perfekt erreichen. Im Spannungsverlauf am Oszilloskop wird man weiterhin Schwingungen von mäßig geglätteten Gleichspannungen bzw. überlagernden Wechselspannungsanteilen feststellen. Je niedriger der Wert (Angegeben in mV) ist, desto weniger Störspannung legt sich ausgangsseitig auf die PC-Komponenten ab. Entscheidend sind dafür die Kondensatoren am Ausgang des Netzteils, welche beim Ladevorgang Spannungsunreinheiten überbrücken. Die Größe definitert sich durch den Betriebsstrom, die Frequenz und Kapazität der genannten Kondensatoren. 50 mV bei den kleinen bzw. 120 mV bei den großen Schienen sind das gesetzte Oberlimit und sollten nicht erreicht werden.

Leiterplatte: Alle elektronischen Komponenten werden auf einer Platine aufgebracht. Diese kann aus einem einfachen Pertinax-Phenolharz Gemisch bestehen. Pertinax bezeichnet nichts anderes als Hartpapier. Eine EP-Platine aus gefestigtem Polyether läge darüber hinaus im Bereich des möglichen, angesichts der besseren Temperaturfestigkeit und zusätzlicher Kriechstromkompensation. Kriechströme können an der Oberfläche der Isolierstoffe entlang fließen, wo der Widerstand an sich geringer als im Materialinneren ist. Mit einer geringeren Feuchtigkeitsaufnahme ist Epoxidharz besser geeignet, zumal sich Hartpapier unter Wärmeeinwirkung zu einem Leiter zersetzen kann. Selbst wenn man die Fläche durch Imprägnierung schützt, ist dies nur die zweite Wahl. Erkennen kann man die Beschichtung übrigens an der glatten Oberfläche durch das Wachs, während ungeschützte Materialien rauer sind. Das Netzteil ist vollendet.

Abnehmbare Anschlüsse: Diverse Netzteile verfügen heute über ein Kabelmanagementsystem, korrekterweise eigentlich Leitungsmanagement, da Kabel unter der Erde verlegt werden. In der Regel münden die Ausgangsleitungen auf einer separaten Platine wo die Energie an Steckersockel weitergegeben wird. Meistens werden dort weitere Pufferkondensatoren angebracht, Enermax hat bei seinen Revolution85+ sogar den kompletten Gleichstromwandler dort hin verlegt. Vorteil ist, dass man meiste abgesehen von den Hauptleitungen nur die Leitungsstränge anschließen muss, welche man tatsächlich benötigt. Das sorgt für mehr Sauberkeit im Gehäuse und verbessert mitunter den Luftstrom. Probleme gibt es, falls die Steckersockel nicht unterschiedlich kodiert wurden und man Anschlüsse falsch anbringt. Durch zu lockeres Anstecken können Übergangswiderstände entstehen. Wir haben bereits geklärt, dass der Leitungsquerschnitt mit dem Widerstand zusammenhängt. Wird die Leitung zu locker angeschlossen, besteht nur eine kleine Kontaktfläche, sodass der Querschnitt geringer wird. Ergo haben wir mehr Ohm, ein wenig Spannung fällt ab, der Wirkungsgrad sinkt.

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1.4) Toleranzwerte und Sicherheitsmechanismen:

Diese beiden Punkte sind das entscheidenste, wenn es um die Zuverlässigkeit eine Netzteils geht.

Toleranzwerte
Bei den Voltwerten gibt es teils Schwankungen die einen gewissen Punkt nicht über- bzw. unterschreiten sollten. Denn sonst kann das zu schweren Schäden durch Instabilität führen.

Hier sind die Toleranzwerte für den ATX-Standard:



Ein Netzteil ist eben dann qualitativ hochwertig, wenn die Werte möglichst selten und nur geringfügig schwanken.

Was, wenn sie aber doch schwanken?
Nun, zunächst einmal sollte man sich beim Auslesen auf keinerlei Software verlassen, auch nicht auf die BIOS Werte. Diese zeigen teils unrealistische Angaben, die garnicht möglich wären. Überprüfen kann man das mit einem Multimeter.

Sicherheitsmechanismen
Wenn dann aber tatsächlich die Leitungen einbrechen, werden Sicherheitsmechanismen aktiv, die auf einem PCB installiert sind und im Idealfall jederzeit einschreiten können.
Aber auch andere Bereiche werden stets überwacht und bei abweichenden Werten sollte man sich auf den internen Schutz verlassen können.

• OCP (Over Current Protection) Schutz vor Stromspitzen:
  Bei zu hoher Strombelastung im Niederspannungsteil wird die Zuleitung getrennt. Hier äußert sich vor allem die Intel Norm meist kritisch wegen der Begrenzung auf 240VA, wo die Begrenzung relativ schnell ansetzt.
• OVP (Over Voltage Protection) Überspannungsschutz:
  Hier gilt gleiches wie bei zu hoher Strombelastung, wenn Toleranzbereiche wie üblich 5% übertreten werden. Die Schienen werden üblicherweise vor der Ausgabe an die Komponenten per Steuerungschip kontrolliert und gegebenenfalls geregelt.
• OPP (Over Power Protection) Überlastungsschutz:
  Netzteile werden in ihrer Gesamtleistung durch die Kondensatorenkapazitäten und Drahtstärke begrenzt. Um Komponenten nicht über die möglichen Fähigkeiten hin zu überfordern, setzt dieser Schutz bei zu starker Belastung ein. Dies bekommt man sehr oft zu spüren beim Nachrüsten einer leistungsfähigen Komponente und vorweg unpassender Dimensionierung.
• OTP (Over Temperature Protection) Überhitzungsschutz:
  Selbsterklärend wird mit Sensoren die Temperatur überprüft, um bei weitreichenden ATX Übertretungen (50°C) bevor bleibende Schäden eintreten, einen passenden Schutz einzusetzen.
• UVP (Under Voltage Protection) Unterspannungsschutz:
  Als Gegenpunkt zum Überspannungschutz tritt es bei negativen Strömen in Erscheinung.
• SCP (Short Circuit Protection) Schutz vor Kurzschlüssen:
  Schlechte Isolierungen oder falsche Sicherheitsabstände zwischen den Platinensektionen können dazu führen, dass intern ein Kurzschluss die Folge ist. Auch extern kann es durch herumfliegende Stecker oder fehlende Abstandshalter passieren, weswegen dieser Schutz besonders sehr oft vertreten ist.
• NLO (No Load Operation) Schutz vor lastlosen Operationen:
  Schaltnetzteile mögen es überhaupt nicht ohne Last zu arbeiten und können Schaden nehmen, weshalb dies auch eine durchaus wichtige Maßnahme ist.

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1.5) Stecker:



Ein weiteres und nicht unwichtiges Kriterium beim Netzteilkauf sind die Stecker. Man sollte je nach Leistungsklasse eine gewisse Anzahl erwarten können, z.B. 2x PCI-E für SLI oder CF bzw. genügend SATA Anschlüsse.
Hier sind einige davon.

24 pin Mainpowerstecker

Wie der Name schon sagt, ist dies der Hauptanschluss, welcher am Mainboard befestigt wird. Er stellt die grundlegende Stromversorgung der Hauptplatine dar.
Für ältere PSUs mit 20 pin Mainpoweranschluss, die bei einem modernen PC weiterverwendet werden sollen, gibt es einen entsprechenden Adapter für 24 pin Mainboards zu kaufen.
Viele Netzteile haben auch 20+4 pin, um auch zu älteren Boards kompatibel zu sein.
Man kann bei diesem Stecker alle Leitungen antreffen.

ATX12V 4 pin Zusatzversorgung

Das Mainboard wird hiermit zusätzlich durch die +12V Schiene versorgt, besonders die CPU hängt daran.
Es gibt auch jene mit 8 pin, die aber für den klassischen Heimrechner nicht von nöten sind.

PCI-E Stecker

Dieser 6 pin Stecker kommt in die GPU und liefert dieser ausreichend Strom, auch hier wieder von der +12V Schiene.
Für SLI werden 2 benötigt, bzw. auch für eine einzelne 8800 GTX.
Auch gibt es einige mit 8 pins (6+2) z.B. von Enermax, welche bereits für die HD 2900XT Verwendung finden.

S-ATA Stecker

Hiermit werden aktuelle Serial-ATA Festplatten versorgt.
+5V, +12V als auch +3.3V.

Molex 4 pin Stecker

Dieser Stecker wird für die Peripherie verwendet, bei älteren Systemen beispielsweise für IDE-Festplatten.
2x Molexstecker können per Adapter zu einem PCI-E Stecker zusammengefasst werden.
Das wäre eine Notlösung, wenn man unbedingt eine weitere Grafikkarte haben möchte, aber nicht gleich ein neues Netzteil dazu kaufen will.
Es werden +5V als auch +12V beherbergt.

(Alle schwarzen Kabel sind Masse.)

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1.6) Aufbau eines PC-Netzteils (Theorieteil):

Wir alle kennen das. Man stellt sich einen flotten Spielerechner zusammen und möchte nicht auf starke Grafikkarten oder schicke Lüfter verzichten. Beim Netzteil angelangt stellt sich jedoch die Qual der Wahl. Muss es wirklich das teure Markenprodukt sein oder tut es nicht schon das einfache Massenfabrikat? Diese Frage können wir mit einem klaren Jein beantworten. Es kommt immer auf den Einsatzzweck an. Bei simplen Bürorechnern braucht man nicht viel Geld zu investieren. Generell ausgedrückt sollte die Qualität des Netzteils aber konstant mit der Qualität und Leistungsfähigkeit des Heimrechners wachsen. Für einen Enthusiasten lohnt es sich, etwas tiefer in die Geldbörse zu greifen, um die Systemstabilität zu gewährleisten. Und ein PC-Netzteil ist keinesfalls langweilig. Spulen fiepen, Kondensatoren explodieren, Dioden rauchen ab. Die Stromversorgung eines Rechners kann ein sehr spektakuläres Stück Hardware sein. Es veranschaulicht einem sehr schnell, was alles schief gehen kann. Und auch wenn hinter dem PC-Netzteil ein Gewirr aus Formeln und Schaltungen steckt, kann es ein unheimlich ansprechendes Produkt sein. Abnehmbare Anschlüsse, leuchtende und leise Lüfter, aber auch ein verchromtes Gehäuse. Ein starkes Stück Technologie.

Wenn man jedoch tiefer in die Details eindringen möchte, genügt es nicht mehr, nur Äußerlichkeiten zu betrachten. Es ist kompliziert, ein PC-Netzteil zu erklären. Manche Techniker wissen selbst nach dem Studium noch nicht, was es mit dem Gerät auf sich hat, das elektrotechnisch betrachtet ein sogenanntes „primärgetaktetes Schaltnetzteil“ ist. Wir versuchen Ihnen nun, die Grundlagen zu vermitteln und ein Gefühl dafür zu geben, worauf man bei der Elektronik achten muss. Begleiten sie uns auf eine Reise in die Untiefen der Stromversorgung. Fangen wir daher mit einem einfachen Gleichnis an, das die Wichtigkeit und Funktionsweise verdeutlicht. Ähnlich wie das Herz den Körper mit Blut über die Adern versorgt, versorgt das Netzteil die Komponenten über Leitungen mit Strom. So wie wir Wasser und Nahrung brauchen, braucht unsere sündhaft teure Grafikkarte Strom, um richtig zu arbeiten. Das Problem an der Sache ist, dass auch Giftstoffe über den Blutkreislauf gelangen können, die es zu kompensieren gilt, da sie Schäden anrichten können.

Wir hatten oben bereits angesprochen, dass es sich beim PC Stromversorger um ein primärgetaktetes Schaltnetzteil handelt. Um das Produkt zu verstehen, muss man diese Bezeichnung erstmal auseinander nehmen. Das Gerät verdankt seinen Namen im Gegensatz zu linearen Netzteilen dem Schaltregler. Diese im Primärkreis befindlichen Halbleiter zerhacken die Spannung auf ein hohes Frequenzniveau, mit dem der Transformator operiert. Aber keine Panik, letzteres Bauteil werden wir später noch erklären. Die Frequenz wird in Hz angegeben und bezeichnet Schwingungen oder den Ablauf der Taktflanken bei Prozessoren zu einer gewissen Dauer. Meistens gibt man die Anzahl dieser Schwingungen pro Sekunde an. Schließlich arbeitet die CPU auch mit einem Takt, der auch durch die Frequenz bestimmt und als Maß für dessen Geschwindigkeit genommen wird.

Stellt sich nun die Frage, wie ein solches Netzteil aufgebaut ist. Kurz gesagt versucht das PC-Netzteil, aus der pulsierenden Netzspannung letzten Endes Gleichspannung zu erzeugen. Denn unsere Bauteile vertragen nur diese, weshalb sie ausschließlich mit Gleichspannung korrekt laufen können. Was sich zunächst simpel anhört, ist eine ganz schön verzwickte Angelegenheit. Denn die Generatoren in den Kraftwerken, die uns über die Steckdose mit Energie versorgen, sind in Bewegung. Sie generieren als Quelle eine Spannung, die einem sinusförmigen Verlauf entspricht. Viele werden die Sinuskurve aus dem Matheunterricht kennen. Eben diese haben auch eine gewisse Frequenz und erreichen durch ihren schnellen Wechsel verschiedene Spannungsniveaus. Zwar wird uns beim Messen 230 Volt angezeigt, in Wahrheit ist dies nur der Mittelwert der Spannung, der stetig hoch und wieder runter geht. Über die Überlandleitungen wird diese Spannung nun an uns gesendet, nach und nach auf 230V runter transformiert. Die Leistung in Watt ergibt sich übrigens aus Spannung * Stromstärke. Da die Spannung sehr hoch ist, muss der Strom im Netz nicht sonderlich groß sein, um eine hohe Leistung zu erreichen. Der Leitungsquerschnitt kann so gering gestaltet werden. Denn der ist abhängig von der Stärke des Stromes und der elektronischen Lasten. Fließt weniger Strom, kann man den Draht dünner gestalten, was zum Transport besser geeignet ist und sich materialsparend auswirkt. Man rechnet als Faustformel mit 10A pro mm² bei kurzzeitigen Belastungen und mit 5A pro mm² bei dauerhaften Belastungen. Beachten muss man dabei natürlich die Umgebungsbedingungen mit der Wärmeabfuhr. Die Leitungsdicke entscheidet auch über den Eigenwiderstand und damit den Spannungsabfall. Man kann sich das mit einer zweispurigen Straße veranschaulichen, auf der viele Autos dicht gedrängt entlang fahren. Fährt dieselbe Menge an Autos über eine dreispurige Autobahn, kommen sie selbstverständlich schneller voran, da sie sich gegenseitig weniger behindern.

Die Problematik

Jetzt möchte unser Rechner aber +12V, -12V, +5V sowie +3,3V bei wesentlich höheren Strömen und das wie gesagt als Gleichspannung. Diese muss zudem noch geglättet sein, was bedeutet, dass das Spannungsniveau möglichst konstant sein sollte und eben nicht sinusförmig. Damit haben wir bereits das erste Problem erkannt: Die Umwandlung.

Zu einem Stromkreis gehört es auch, dass dieser geschlossen ist. Daher gibt es nicht nur einen Phasenleiter, auch Hinleiter genannt, der den Strom zu unseren Komponenten transportiert. Sondern auch den Neutralleiter, den so genannten Rückleiter. Über diesen wird erneut Spannung in das Netz eingespeist. Hier ergibt sich die Problematik, dass die Sinuswellen mittlerweile so von unserem Netzteil verzerrt wurden, dass es unser Stromversorger gar nicht mag, diese ab zu bekommen. Nicht lineare Spannungsverläufe werden zurück in das Netz eingespeist. Problem Numero Zwei ist damit: Der asynchrone Rücklauf zum Stromnetz.

Weiterhin ist Strom eine gefährliche Sache, die im Netzteil genügend Potenzial hat, uns töten zu können. Die hohe Spannung im Primärkreis ist ebenfalls keine angenehme Begegnung. Mensch und Tier sind das höchste Gut, das es zu beschützen gilt. Man muss an entsprechender Abschirmmaßnahmen und Erdung denken. Außerdem können zu große Ströme bzw. Spannungen Bauteile beschädigen, weshalb man dem entgegenwirkt. Das dritte Problem sind folglich: Die Schutzmaßnahmen.

Zu guter letzt werden im Netzteil Spannungen über ein Magnetfeld erzeugt. Gelangen diese auf fremde Leiterbahnen oder sonstige Empfänger (Störsenke), können sie dort Störungen hervorrufen. Sei es ein interner Stromkreis oder gar andere Geräte wie Fernseher und Co. Das vierte und letzte Problem beschreibt also: Die Störungen.

Um diese Probleme genauer zu definieren, starten wir mit der Struktur eines Netzteils und erklären nach und nach, wo diese in Angriff genommen werden. Über den Kaltgerätestecker, der neben Phase- und Rückleiter einen PE (Protection Earth) Leiter enthält und das Netzteil erdet, gelangt unsere Energie in das Netzteil. Der PE Leiter ist übrigens sehr wichtig, damit wir im Fall der Fälle keinen Stromschlag erleiden, sondern diese über Erde abgeleitet werden. Dieser hat einen längeren Anschlusspin, damit man ihn zur Sicherheit immer als letztes herauszieht und so den Personenschutz bis zu letzt gewährleistet.

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1.7) Aufbau eines PC-Netzteils (Theorieteil II):



EMI-Filterung

Im Netzteil angelangt beginnt die EMI-Filterung. Das Wort Filter sagt es bereits, hier werden in erster Linie Störungen herausgefiltert. EMI beschreibt die elektromagnetische Interferenz. Wie bereits gelernt werden von magnetischen Feldern Wellen ausgesendet, was den Vorgang der Emission beschreibt und das Zusammentreffen dieser Wellen zur Folge hat. Dieses Zusammentreffen mit der jeweiligen (Stör-)Wirkung beschreibt die Interferenz.

Wenn man ein kleines eckiges Bauteil sieht, handelt es sich möglicherweise um einen X-Kondensator. Dieser versucht, Gegentaktstörungen heraus zu filtern. Sie entstehen etwa durch magnetische Kopplung. Das Magnetfeld wirkt sozusagen auf zu nahe liegende Geräte oder nicht dazugehörige Leitungen. Gegentaktstörungen breiten sich auf Hin- und Rückleiter in unterschiedlicher Richtung aus, überlagern die eigentlichen Nutzsignale und fließen damit wie der Versorgungsstrom selbst. Sie sind nur schwer zu unterdrücken und werden daher vom X-Kondensator kurzerhand kurzgeschlossen. Angebracht ist dieser zwischen dem Hin- und Rückleiter, da eben dort die Fließrichtung der Gegentaktstörung ermittelt und kompensiert wird. Erkannt wird dies daran, dass die Störströme an Phase und Neutralleiter in die andere Richtung fließen.

Anschließend kann man oftmals einen runden, blaufarbigen Y-Kondensator erspähen. Dieser wird sowohl zwischen Phase uns PE, als auch Neutralleiter und PE geschaltet. Er kompensiert Gleichtaktstörungen, die Potentialdifferenzen zur Ursache haben können. Diese verlaufen entgegen der Gegentaktstörungen parallel an Hin- und Rückleiter entlang, normalerweise würden diese in entgegen gesetzter Richtung verlaufen.

Grundlegend verbaut ist eine Schmelzsicherung. Sie haben eventuell schon von Schutzmaßnahmen durch Digitalchips gehört, aber dieses passive Bauelement hat einen ganz eigenen Weg, mit Überstrom umzugehen. Sollte der Strom mal einen kritischen Bereich überschreiten, schmilzt diese Sicherung als Sollbruchstelle und der Stromkreis ist unterbrochen. Dazu darf diese Stelle natürlich nicht überbrückt werden. Wenn man alles richtig macht, kann mit etwas Glück nichts mehr beschädigt werden.

Ein oft vergessenes Element ist das passive Bauteil gegen Überspannung. Hierzu werden Metall Oxid Varistoren eingesetzt, die ein wenig wie Y-Kondensatoren aussehen, aber nicht paarweise auftreten. Im Grunde genommen sind diese Varistoren Widerstände, die mit steigender Spannung ihren Widerstand, angegeben in Ohm, verringern. Solange, bis ein bedenklicher Punkt erreicht wird. Dann nämlich ist der Widerstand so niedrig, dass die Ladung über Erde abgeleitet wird und keine Schäden eintreten können.

Spulen sind interessante Bauteile, die sich vielfältig einsetzten lassen. Wir können festhalten, dass mehrere davon auch in der EMI-Filterung vertreten sind. Spulen „induzieren“ eine Spannung über ein elektromagnetisches Feld. Das heißt, immer wenn sich der Strom ändert, nimmt dieser Einfluss und die Spannung zieht nach. Damit wird die Veränderung des Magnetfeldes und somit auch der Induktion bewerkstelligt. Was bringt uns das? Eine ganze Menge. In diesem Abschnitt befinden wir uns noch im Bereich, indem die Wechselspannung herrscht. Durch den sinusförmigen Verlauf und der damit stetigen Stromänderung, wird andauernd eine Spannung induziert. Nachteil ist lediglich, dass Spulen im Wechselstromkreis einen zusätzlichen Widerstand bilden. Je höher die Frequenz ist, desto höher sind auch der Widerstand und die damit verbundene, niedrigere Effizienz. Wir können schlussfolgern, dass die Effizienz bei unserem Stromnetz mit 50Hz Frequenz geringfügig besser ist als bei den Amerikanern mit 60Hz. Tja, das hat die USA nun von ihrem veralteten Stromnetz, während wir uns über die Neuerung nach dem II. Weltkrieg freuen durften. Nun dürfte es niemanden mehr verwundern, warum die Effizienzangaben bei der 80Plus Initiative niedriger ist als lokale Messungen, da diese eben mit 115VAC/60Hz testen.

Spule ist aber nicht gleich Spule. In dieser Filtereinheit haben wir eine stromkompensierte Drossel. Zwei Wicklungen wurden in entgegen gesetzter Richtung um den Ferritkern angebracht und induzieren beide ein Magnetfeld. Nun kompensieren sich die Störungen in beiden Magnetfeldern gegenseitig, man spricht von der destruktiven Interferenz.

Als kleine Ergänzung wollen wir einen nicht unbedingt üblichen Filter ergänzen, der insbesondere bei High-End Produkten vorzufinden ist. Gemeint ist der „Line Filter“ direkt hinter dem Eingangsbereich, der geschirmt ist. Schirmung im elektromagnetischen Sinne der Störungskompensation ist diesbezüglich nicht wie ein Regenschirm, an dem der Regen einfach nur anprallt. Viel mehr wird die Störung auch direkt kompensiert, wobei die Schirmung natürlich auch die durch Emission hervortretende Interferenz und damit die Verbreitung auf den internen und externen Raum an sich verhindert.

PFC Sektion

Es war eine schwere Geburt, doch wir haben es geschafft. Die EMI-Filterung, zumindest die eingangsseitig, liegt hinter uns. Jetzt kommen wir zudem Punkt, wo aus der Wechsel- erstmals Gleichspannung wird. Wir betonen erstmals. Entweder haben wir eine Gleichrichterbrücke oder in günstigen Fabrikaten für jede Netzspannungsart eine Gleichrichterdiode. Dahinter folgt die PFC (Power Factor Correction) Sektion. Wir haben bereits über die Rückkopplung in das Stromnetz debattiert und darüber, dass der sinusförmige Verlauf durch die nicht linearen Halbleiter, aber auch durch das impulsartige Laden der Kondensatoren (welchen wir gleich behandeln) verzerrt ist. Was macht man also? Man macht ihn rückwirkend wieder sinusförmig. Es gibt zwei Möglichkeiten von PFC, doch zunächst wollen wir den Begriff nochmals erklären. Zu Deutsch sprechen wir von der Leistungsfaktorkorrektur. Während der Wirkungsgrad eine feste physikalische Größe ist und das Verhältnis von abgegebener zu aufgenommener Leistung vergleicht, stellt der Leistungsfaktor die abgegebene zur aufgewandeten Leistung gegenüber. Ist dieser nahe 1, ist der Spannungsverlauf nahezu sinusförmig. PFC ist in der EU verpflichtend. Es muss mindestens eine passive Korrektur vorliegen, auf welche wir nun eingehen.

In der passiven Variante haben wir eine große, bereits bekannte, stromkompensierte Drossel. Eine einfache, günstige, aber nicht effektive Methodik. Sie erreicht bei einer angestrebten 1 gerade mal 0.7-0.8. Präziser geht es, wenn wir eine Speicherdrossel in der aktiven Leistungsfaktorkorrektur haben, deren Aufgabe das Speichern der Ladung ist und die ihrerseits von gesteuerten Transistoren aufgeladen wird. Man muss sich das folgendermaßen vorstellen. Es gibt einen digitalen Chip, der dem Transistor den Befehl gibt, den Strom fließen zu lassen. Der Transistor ist also eine Art Ventil, das gesteuert wird. Der „Befehl“ lautet: Mache aus der gleichgerichteten Netzspannung Sägezahnimpulse, die an der Sinuskurve entlanglaufen, um einen vergleichbaren Bereich nahe 1 zu emulieren. Als Ergebnis erhalten wir eine Korrektur von bis zu 0.99. Entwickelt wurde diese Technik übrigens von einem Seasonic Ingenieur. Sägezahnimpulse haben ihren Namen übrigens davon, dass sie wie die dreiecksförmigen Sägezähne aussehen. Sie haben auch einen Frequenzbereich und sind quasi eine andere Version zur Sinuskurve. Folglich erreicht die aktive Korrektur, dass die Spannung fast synchron sinusförmig verläuft, sodass keine Störungen ihrerseits in das Netz eingespeist werden. Physikalisch ist die 1 aber nie exakt zu erreichen.

Die gesamte PFC Konstruktion wird auch Leistungsfaktor-Vorregler genannt und hat denselben Effekt wie ein Aufwärtswandler. Die höhere Ausgangsspannung, auch wenn wir später mehrere kleine haben möchten. Vorregler deshalb, weil es in sich ein Netzteil ist und dem Netzteil selbst zur Spannungsstabilisierung vorgeschaltet ist.

Das wohl bekannteste Bauteil, das des Öfteren bei Netzteiltests im Internet untersucht wird, ist der Kondensator. Wie die Speicherdrossel kann ein Kondensator Ladung speichern. Statt eines induzierten Feldes wird die Ladung aber nicht im elektromagnetischen, sondern im elektrischen Feld um zwei Platten bzw. speziell dem Elektrolyt gespeichert. Ein nicht leitender Stoff, das Dielektrikum, umgibt diese. Und das Material, ob Luft, Keramik oder sonstige Dielektrika kann die Kapazität genauso beeinflussen wie die Größe der Metallplatten selbst.
Im Primärkreis finden wir den Primärkondensator vor, dessen Hauptaufgabe hier tatsächlich das speichern ist. Beim Laden ist der Strom zunächst sehr hoch, nimmt aber beim Vorgang weiter ab. Nach und nach steigt dafür die Spannung. Bis zu einem Punkt wo die Spitze erreicht ist, der Kondensator seine volle Kapazität erreicht hat und wie eine Sperre wirkt.
Allerdings wird er über Widerstände be- und entladen, denn ein zu schneller Ladevorgang kann das Bauteil zerstören. Des Weiteren darf die Spannung nicht zu weit ansteigen bzw. der Kondensator muss eine hohe Spannungsfestigkeit von 400V oder mehr besitzen, um nicht beschädigt zu werden. Zusätzlich kann er durch zu hohe elektronische Lasten zerstört werden oder falls die Pole vertauscht sind. Sie denken nun, der Kondensator ist ganz schön empfindlich? Richtig, gerade deshalb wird er so oft in diesem Kontext genannt und ist ein wichtiges Qualitätskriterium zur Beurteilung des PC-Netzteils. Und es kommt noch schlimmer. Wir haben weiter oben das Elektrolyt angesprochen, welches im gängigen Elektrolytkondensator, wie wir ihn aus dem PC-Netzteil kennen, verwendet wird. Dieses ist flüssig und kann sehr schnell seinen Aggregatszustand wechseln. Beispielsweise ist die zu große Hitzeentwicklung, etwa durch dem Stehen im Windschatten eines anderen Bauteils in der mäßigen Kühltopologie, ein Problem. Das Elektrolyt verdampft bzw. vertrocknet mit der Zeit, die Elektrolyse finden nicht mehr oder nur noch teils statt und die Kapazität verringert sich mit der Lebensdauer. Apropos Lebensdauer. Diese wird in Stunden angegeben und einer Temperatur als auch typischen bzw. kritischen und leichten Lastbedingungen zugeordnet. 85°C Kondensatoren sind nicht so hochwertig wie ein 105°C Pendant. Bei einem Temperaturanstieg von bereits 10°C verkürzt sich die Lebenszeit eines elektrotechnischen Bauteils um die Hälfte. Weshalb ein Kondensator, der 20°C mehr verträgt, theoretisch doppelt so lange lebt.

Es gibt noch eine spezielle Fassung mit festem Polymer. Feststoffkondensatoren können nicht auslaufen, wie es beim flüssigen Elektrolyt der Fall ist, was unter sicherheits- und umwelttechnischen Aspekten wichtig ist, leben dadurch länger und entladen sich zügiger. In diesem Kontext war auch die geringe Baugröße entscheidend, da diese durch das feste Polymer eine höhere Materialdichte besitzen als die flüssigen Gegenstücke und physikalisch so kleiner dimensioniert werden können.

Über Halbleiter, die mittels Steuerung geöffnet werden, wird die im Kondensator gespeicherte Energie nun zerhackt und ergibt eine hochfrequente Rechteckspannung. Mit dieser operiert der Transformator. Der Transformator besteht gewissermaßen aus zwei Spulenkörpern, wobei das Magnetfeld des einen auf den anderen übertragen wird. Über die einzelnen Wicklungen wird +12V generiert und +5V, wobei +3,3V meist von letzterem abgeleitet wird, -12V von +12V. Als Eigenschaft trennen die Trafos den Primär- und Sekundärteil galvanisch, sodass diese Stromkreise nicht in Berührung kommen. Es wird zwischen den Stromkreisen ein Sicherheitsabstand benötigt, damit keine herunterfallenden Schrauben eine Brücke bilden können. Mindestens 5,5mm an Abstand sind vorgeschrieben.

Die Leistungsverteilung

In diesem Absatz folgt ein Thema, nach dem schon diverse Leser gefragt haben. Die Lastaufteilung. Sind vier +12V Schienen besser als drei oder ist gar eine einzige Große der Weg zum Erfolg? Die Gelehrten streiten sich noch, denn es gibt sowohl positive als auch negative Aspekte des jeweiligen Designs. Zunächst einmal können wir Entwarnung geben. Mehr Schienen sind nicht besser, es ist einfach eine Sache der Leistungsverteilung. Verdanken dürfen wir das alles dem ATX Design Guide von Intel ATX12V v2.0 vom Februar 2003. Die Ausgangssituation war folgende, dass früher noch +3,3V und +5V benötigt wurden, heute werden bis zu 90% der Leistung auf +12V erbracht. Der Halbleiterriese hat sich auf 20 Ampere oder auch 240VA (12Vx 20A = 240W) festgelegt. Als Vorteil wurde die Netzteilsicherheit genannt, damit während Kurzschlüssen mitunter weniger Ampere durch die Leiterbahnen schießen und sich das damit einfacher gestalten lässt. So lassen sich die Leitungen besser absichern, damit es währenddessen nicht durch hohe Widerstände zu einer Erwärmung führt, die letzten Endes einen internen Brand hervorrufen kann, weil sich das Netzteil nicht korrekt abschaltet. Die Problematik dabei ist, dass man in diesen Tagen natürlich noch keine GTX 285 und Konsorten kannte. Vor allem bei Triple-SLI oder Quad-Crossfire Systemen mit Mehrkernprozessoren und wie sie alle heißen werden also schnell Limits erreicht. Meistens hält ein gutes Netzteil noch mehr als 20A aus danke der kapazitiven Dimensionierung, wieder andere haben einen streng gesetzten Überlastschutz, der das Netzteil im Betrieb ausschaltet, wenn ein Lastzustand ausgelöst durch Spiele und belastende Benchmarks, die Grenze überschreitet und im schlimmsten Fall ist die Überforderung so stark, während keine Sicherheitsvorkehrungen getroffen wurden, sodass das Fabrikat einfach abraucht. Dann werden eventuell auch die anderen Hardwareteile etwas abbekommen. Letzteres passiert weniger häufig, jedoch treten zumindest Systeminstabilitäten sehr oft auf und keiner will während einer Crysis-Session einen PC haben, der sich zwischendrin an der spannendsten Stelle abschaltet. Jedenfalls wollte Intel erreichen, dass deren Produkte unabhängig von den anderen Gerätschaften versorgt werden, was die Aufteilung nur teils erfüllen konnte. Das werden wir gleich bei Betrachtung des Quelltransformators feststellen. In der Vorgabe werden der Übersichtlichkeit halber die gelben Leitungen mit weiteren Farbstreifen gekennzeichnet, um sie unterscheiden zu können. Wenn man in die Leistungstabellen vieler Netzteile schaut, merkt man, dass dort vermutlich eine Combinedleistung angegeben ist. Wenn sie ein Netzteil haben mit +12V1 und +12V2, die jeweils 20A bereitstellen und zusammen (=combined) 30A ergeben, so können diese ebenso viel liefern, wie eine einzelne mit 30A. So viel steht fest. Ergeben aber 20A und 20A nicht eigentlich 40A? Nein, nicht unbedingt. Es geht darum, dass in der Mehrheit der Fälle beide bzw. alle weiteren +12V Leitungen aus einer einzigen Quelle kommen. Und diese Quelle kann in diesem Beispiel eben 30A produzieren. Die 20A sind ausschließlich eine Bezeichnung dafür, wie viel von diesen 30A maximal auf eine Schiene verteilt werden dürfen. D.h. man könnte je nach Komponentenverbrauch beispielsweise 20A bei +12V1 und 10A bei +12V2, oder 15A bei +12V1 und 15A bei +12V2 usw. generieren, um insgesamt auf 30A zu kommen. So wird übrigens auch die Gesamtleistung des Netzteils festgelegt, weil dort nicht einfach +3,3V, +5V und +12V zusammenaddiert werden, sondern sich aufgrund des oftmals gleichen Quelltransformators eine Combiendleistung ergibt. Manche Hersteller arbeiten dort mit Taschenspielertricks und geben nur die Maximalleistung an, was einfach nach mehr aussieht. Ergo hat man in der Regel gar keine unabhängigen Schienen, sie werden daher als virtuelle Schienen bezeichnet, die lediglich mit einem separaten Überlastschutz ausgestattet werden. Nur im Falle eines High-End Netzteils mit mehreren synchronisierten Haupttransformatoren werden über die Wicklungen teils separat +12V generiert, was tatsächlich zur Unabhängigkeit dieser führt.
Das ganze ist eigentlich gar nicht so schwer und eine wichtige Grundlage, um zu verstehen, welche Leistung das Netzteil eigentlich erbringt. Die Herstellerempfehlungen für Grafikkarten beziehen sich übrigens immer auf diese zusammengefasste Leistung bei +12V, also den Combinedwert und das gesamte System.

DC-DC Converter (Gleichstromwandler)

Momentan ist es in aller Munde: Neuere High-End Netzteile werden mittlerweile überwiegend mit einem DC-DC (direct current to direct current) Converter bestückt. Der ein oder andere wird mit dieser Technologie aber nicht allzu viel anfangen können, weshalb wir noch mal kurz darauf eingehen. Die Spannungen +3,3V, +5V und +12V werden normalerweise über eine einzige Quelle generiert. Etwas anders ist es nun bei der DC-DC Nutzung. Hier generiert der Haupttransformator nur die überaus dominante +12V Schiene und kann somit sein volles Leistungspotenzial theoretisch auf dieser Leitung ausgeben. Allerdings gibt es nun je einen Spannungswandler, der aus der Gleichspannung +12V die beiden kleineren Gleichspannungen ableitet.

Aus Platzgründen steht dabei meist eine eigene kleine Leiterplatte zur Verfügung, die Spulen und Kondensatoren, oftmals gar Feststoffkondensatoren, beinhaltet. Der Vorteil ist zum einen, dass man mit diesem Hilfsmittel derweil an die Effizienzgrenze von nahezu 90% vorstoßen kann, wenn man es gut umsetzt. Der Hauptgrund in früheren Tagen, die den Einsatz dieser eigentlich altbekannten Technik verhinderte, war, dass die Umsetzung damals noch recht ineffizient war. Heute ist ein entsprechendes Controlling über die Pulsweitenmodulationssteuerung mittels eines Komparators möglich. Einen Vorteil konnte man aber immer vorweisen: Die Stabilität. Wenn zur Korrektur der Leitungen die Spannung angehoben oder gesenkt wird, wären normalerweise alle Schienen betroffen. Das hat zur Folge, dass eine Spannung optimiert ist, während die andere fälschlicherweise mit beeinflusst wird und so schlechtere Werte erzielt. Mit der DC-DC Variante kann man also derartiges vermeiden, denn die Leitungen sind in Sachen Optimierung unabhängig.

Versorgungsspannung und Anlauforganisation

Die Versorgungsspannung +5VSB wird über einen eigenen Trafo generiert. Sinn und Zweck dieser Spannung ist es, das Mainboard nach dem Start direkt mit dem nötigsten zu versorgen. Nach einer Spannungsüberprüfung müssen sich beide innerhalb der gesetzten Zeit zum „Absprechen“ vereinbaren, wann der eigentliche Startvorgang beginnt. Und damit auch die Umschaltung auf den Haupttransformator. Die grüne PWR_OK Leitung zur gemeinsamen Kommunikation wird dazu verwendet. Spätestens hier erkennt man, wie viel Intelligenz die Pulsweitenmodulationssteuerung bei all den passiven und damit „dummen“ Bauelementen in das Netzteil bringt. Innerhalb von in der Regel 100-500ms muss eine Übereinstimmung erfolgen, dass die Spannungsversorgung gewährleistet ist und der PC starten kann. Bei einem Netzausfall gibt es beiläufig erwähnt die Hold-Up-Time, welche über 16ms betragen sollte. Damit ist gewährleistet, dass selbst bei kurzzeitigen Ausfällen das Netzteil selbst und damit auch der Kommunikationspfad laufen.

Kühlkonzepte

Es folgen weitere gesteuerte Halbleiter vor der Sekundärseite, die viel Verlustleistung abgeben, da sie wie der Name schon sagt, keine vollen Leiter sind, wenn auch keine Isolatoren. Durch die starke Wärmeentwicklung sitzen diese meist mit Wärmeleitpads verstärkt an einer Aluminiumplatte, von denen sich meist Kühlrippen, sozusagen Aluminiumstifte ausbreiten, um das Abtragen der Wärme zu erleichtern. Manchmal wird auch ein Kupfergemisch oder reines Kupfer eingesetzt bzw. eine Kombination beider Möglichkeiten. Kupfer kann Wärme schneller aufnehmen, während Aluminium sie besser abgeben kann. Setzt man die Halbleiterdioden und Transistoren also an ein Kupferstück verlagert sich die Wärme schnell, wird langsam an den Alublock weitergegeben und von dort aus möglichst zügig über die meist wabenförmigen Entlüftungslöcher abgetragen. Es gibt dabei fünf Arten der Kühlkonstruktionen. Zum einen passiv gekühlte Netzteile die für Liebhaber geringer Lautstärke interessant ist. Nur das bekannte Spulenfiepen kann mangels Befestigung auftreten, da sich die Wicklungen unter Last schwingen. Diese Passivnetzteile sind wegen des großen Kühlkorpus und der hochwertigen Komponenten, die für diese Umgebungen notwendig sind, besonders teuer. Dann gibt es die aktiv gekühlten Netzteile in zwei Varianten. In der klassischen und von der Logik her eigentlich besseren Konzeption wird ein kleiner, meist 80mm großer Lüfter horizontal zur Platine angebracht. Vorteil ist, dass auch die unteren Bereiche gekühlt werden, da der Luftstrom parallel entlang der Platine verläuft. Richtungweisend werden die Kühlkörper geschlossen formiert, um eine Art Tunnel zu bilden. Damit keine hochfrequenten Geräusche entstehen, müssen naheliegende und im Weg stehende Bauteile verlegt werden. Die Geräusche entstehen nämlich durch die Luftverwirbelungen an den Komponenten in der Lüfterlaufbahn. Nachteil der Topologie ist, dass nicht die gesamte Fläche abgedeckt wird, weshalb die Wärme diesem Tunnel zugeführt werden muss. Oder der Lüfter ist ohnehin dort platziert, wo viel Verlustleistung entsteht, was vor allem im Sekundärteil, weniger in den transienten Filtergefügen der Fall ist. Die andere Art ist mit dem Bedarf an leiseren Netzteilen groß geworden. So werden vertikal platzierte 120, 135 oder 140mm Lüfter verwendet, die durch ihre breite Fläche einen hohen Luftdurchsatz haben und in Folge dessen langsamer drehen können. Vorteil der großen Lüfter ist, dass die ganze Netzteilfläche abgedeckt wird, jedoch muss die Kühlrippenstruktur relativ offen sein, damit die kühlende Luft bis zu den kleinen Bauteilen vordringen kann. Noch exotischer ist ein Mix aus passiver und aktiver Kühlung. Ein Lüfter wird zugeschaltet, sollte die passive Kühlung nicht mehr ausreichen, wenn eine von der Sensorik ermittelte Temperatur den jeweiligen Grenzwert überschreitet. Am aller seltensten ist eine Wasserkühlung für Netzteile. Es gibt dabei bisher keine wirklich ausgeklügelten Modelle, da sich der Wasserkreislauf ziemlich aufheizt und die Abwärme dem Kreislauf adäquat zugeführt werden muss, zumal es den Preis in neue Höhen steigen lässt.

Sekundärschaltkreis

Sekundärseitig geht es mit den Gleichrichterdioden weiter, die aus der Spannung nun endlich final die Gleichspannung machen, die wir haben wollen. Allerdings pulsiert diese noch im positiven Bereich und ist daher noch nicht geglättet. Dazu tragen die Ausgangsfilter bei, wozu in aller Regel Kondensatoren dienen. Hier sind sie also nicht zum speichern, sondern zum Entstören gedacht. Über eine Tiefpassfilterung bestehend aus Widerstand und Kondensator werden übrigens zu hohe Frequenzen ausgesondert. Ein gutes Beispiel, wie einfach sich Bauteile kombinieren lassen, um einen gewissen Effekt zu erreichen. Die Qualität der Ausgangsfilterung hat auch damit zu tun, ob die von +5V abgeleitete Spannung +3,3V über eine eigene Netzfilterung verfügt. In Billignetzteilen kommt meistens eine Gruppenfilterung zum Einsatz, bei der sich Spannungen eine stromkompensierte Spule teilen müssen. Nun wird die Energie über die Ausgangsleitungen an die PC-Komponenten abgegeben. Die PWM Steuerung sorgt dafür, dass nur so viel aus dem Netz gezogen wird, wie die Bauteile benötigten. Das die Netzteile trotzdem nicht 100% Effizienz haben liegt nur an den Verlustleistungen der passiven Bauelemente, die es weitestgehend durch neue Technik zu kompensieren gilt. Zusätzlich wird meist eine Schwesterplatine mit der Lüftersteuerung installiert. Am Ende befindet sich dann der Sicherungschip als Ergänzung zu dem Metall Oxid Varistor und der Schmelzsicherung mit dem Schutz gegen Überstrom, Überspannung, Überlast, Unterspannung, zu hohen Temperaturen oder sonstigen Mechanismen wie dem Kurzschlussschutz.

Dieser Digitalchip fehlt oft in Billignetzteilen. Stellen wir uns also folgende Situation vor, die zwar fiktiv ist, durchaus aber so ähnlich vorgekommen sein dürfte. Der Hersteller verzichtet auf Schrumpfschläuche und sonstige Ummantellungen bzw. Schutzfolien. Eine Leitung liegt frei. Eine andere Leitung befindet sich nah an einer Wärmequelle, sodass deren Isolierung abschmilzt. Bei einem Umbau des Rechners kommt das Netzteil in Bewegung, sodass die eine ungeschützte Leitung mit der anderen in Berührung kommt, deren Isolierung beschädigt ist, was auch durch mechanische Einflüsse und scharfe Kanten passiert sein könnte. Nach dem Wiedereinschalten kommt es durch den Kontakt zum Kurzschluss. Mangels des Digitalchips gibt es aber keinen Kurzschlussschutz und der hohe Strom verbreitet sich zerstörerisch. Denn wir vergessen nicht, dass unsere kostbare Grafikkarte direkt mit dem Netzteil verbunden ist und alle Fehlströme abbekommt, die der Stromversorger ausgibt. Dieser Teufelskreis kann also bei einfachen Netzteilen entstehen und rechtfertigt hochwertigere Produkte auf jeden Fall.

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1.8) Aufbau eines PC-Netzteils (Praxisteil):

Nun folgen zwei konkrete Probanden im direkten Vergleich. Beim einen Modell handelt es sich um ein teures Markengerät, das andere ist ein ganz einfach konstruiertes Netzteil. Die Differenz ist bewusst derart groß gewählt, um zu zeigen, dass Netzteile extrem unterschiedlich sein können und dies zu verdeutlichen.



Fangen wir an mit dem einfacheren Fabrikat. Wie man erkennen kann, ist die Platine hellbeige. Ein guter Indikator für die recht simple Pertinaxplatine. Die Bauteile sind allesamt relativ klein dimensioniert, was im Leistungsbereich bis 350W noch angemessen ist. Der Brückengleichrichter trägt keinen separaten Kühlkörper.



Beim Primärkondensator handelt es sich um ein 400V Modell von Capxon mit gerade mal 120 microFarad. Die im Bild zu sehenden Farbringe zeigen übrigens auf, wie viel Ohm der jeweilige Widerstand hat. Die schwarze Substanz in Mitten des Spulenkörpers ist Epoxidharz zur Befestigung.



Im Überblick zeigt sich die EMI-Filterung sogar recht passabel aufgebaut. Diese beginnt bereits mit einem X-Kondensator im Eingangsbereich, auf der Hauptplatine setzt sich dass mit den dort zu sehenden drei Spulen, den zwei blauen Y-Kondensatoren und zwei weiteren X-Kondensatoren. Der eine ist gelb und gebechert, der rote hinter der Gleichrichterbrücke wurde lackgetränkt.



Die Kühlkörper sind relativ filigran strukturiert und nach oben hin setzten sich einige der Aluminiumrippen ab. Direkt dahinter befinden sich der große Haupttransformator und daneben der Standbytransformator für +5VSB.



Sekundärseitig sehen wir nur zwei große Spulen, obwohl die drei Hauptspannungen +12V, +5V und +3,3V existieren. Klarer Fall, hier kommt eine ausgangsseitige Gruppenfilterung zum Einsatz. Die günstigen Hermei Kondensatoren haben leider nur eine Spezifikation von 1000-3000h bei 105°C. Warum das schlecht ist, werden wir beim Vergleich zum hochwertigen Netzteil danach feststellen, das mit besseren Varianten aufwartet.



Zu guter letzt sehen wir ein Beispiel für die Leiterplatte, an die die Anschlusssockel für das Kabelmanagement angebracht wurden. Durch die Verlagerung konnte man sich Leitungen einsparen, dafür wurde der Leitungsquerschnitt vergrößert, um eine große Menge Strom transportieren zu können.



Kommen wir nun direkt zum teureren Fabrikat mit höherer Leistungsfähigkeit. Hier haben wir einen guten Kandidaten für das 80mm Kühlkonzept, bei dem die Kühlrippen sehr geschlossen auftreten und ziemlich groß sind.



Die EMI-Filterung beginnt bereits auf einer eigens integrierten Platine hinter dem Eingang mit allen wichtigen Bauteilen; auf der Hauptplatine setzt sich das üppige Filtergefüge fort. Auch ein MOV (Metall Oxid Varistor) fehlt nicht.



Von der Seite sehen wir eine wahrlich üppige Präsenz an sauber gewickelten Spulen, der Brückengleichrichter hat sogar seinen eigenen Kühlkörper. Der hochwertige Nippon-Chemicon Kondensator ist hier nicht anzutreffen, er steht in der Mitte und ist ein deutlich größerer Pendant.



Hinter dem Transformator offenbart der Sekundärschaltkreis ganze drei Filterspulen für jede Spannung und weitere Nippon-Chemicon Modelle aus Japan. Die KY Serie hat eine Spezifikation von 4000-10.000h bei 105°C.



Aus diesem Blickwinkel erkennt man gut die grüne Epoxidharzplatine mich hoher Temperaturresistenz und Kriechstromfestigkeit. Einzig der Preis fällt höher aus und das Material ist schwieriger zu bearbeiten. Technisch betrachtet bietet es ausschließlich Vorteile und wird in hochwertigen Netzteilen eingesetzt.



Hier sehen wir, dass an den Leitungen Schrumpfschläuche angebracht wurden. Weitere Abschirmmaßnahmen wurden ebenfalls realisiert und eine Schutzfolie darf dabei natürlich nicht fehlen. Aufgrund der Leistung und der damit verbundenen Anschlussvielfalt wirken die zahlreichen Leitungen etwas chaotischer, zumal man hier bewusst auf ein Kabelmanagementsystem verzichtet.



Auf dem Bild sehen wir die Kühltopologie aus Sicht des hier entfernten 80mm Lüfters. Dieser zieht die Abwärme aus dem Gehäuse, währen die vertikal platzierten 120mm Fabrikate der Platine normalerweise entgegen blasen. In der Mitte sehen wir die längliche Schmelzsicherung. Der Schrumpfschlauch mit der Beschriftung „125°C“ umhüllt die verdrillten Hin- und Rückleiter, welche eine zusätzliche Störungskompensation der Interferenzen bewirken. Dort sieht man auch den etwas größeren Abstand, um Luftverwirbelungen zu vermeiden. Die Kühlkörper sind teils zur Seite hin ausgerichtet und geriffelt, was die Wärmeabgabe begünstigt. Hinten rechts zeigen die schwarzen Leitungen, dass es sich um Masse, also das Bezugspotenzial handelt.

Zusammenfassend haben wir nun einen sichtbaren Unterschied feststellen können. Selbst als Laie wird man bemerken, dass das höherwertige Fabrikat wesentlich robuster wirkt und das nicht nur wegen der Dimensionierung einiger Bauteile. Ich hoffe, ihr konntet diese Analyse durch die vorhergehenden Erklärungen zumindest ein wenig nachvollziehen und werdet bei zweifelhaften Tests anderer Seiten die aufgezeigte Elektronik vielleicht lieber selbst beurteilen. Je mehr man sich als Kunde engagiert und informiert, desto mehr müssen Hersteller billiger Netzteile nachbessern und die Marktsituation verbessert sich.

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2) Kaufempfehlungen:

300-350W (Office PC)

be quiet! Pure Power 300W



+ Günstig

- kein PCIe Anschluss
- kurze/unummantelte Leitungen

Seasonic S12IIBronze 330W



+ recht effizient

- etwas lauter als andere Silentmodelle

Enermax ECO80+ 350W



+ leise durch Twister-Lüfter

- mäßige Spannungsregulation

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350-400W (Allround PC)

Seasonic S12IIBronze 380W



+ recht effizient

- etwas lauter als andere Silentmodelle

Corsair CX 400W



+ sehr stabil

- mäßig effizient

be quiet Straight Power E7 400W



+ leise dank SilentWings-Lüfter

- einfache Elektronik
- durchschnittliche Effizienz

Enermax LibertyECO 400W



+ gutes modulares Steckersystem

- mäßig reguliert

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450-550W (Gamer PC)

be quiet! Straight Power E7 450W



+ leise dank SilentWings-Lüfter

- einfache Elektronik
- durchschnittliche Effizienz

be quiet! Straight Power E7 480W



+ leise dank SilentWings-Lüfter

- einfache Elektronik
- durchschnittliche Effizienz

Cooler Master Silent Pro 500W



+ leise auch unter Volllast

- kurze Anschlussleitungen

Arctic Cooling Fusion 550R 550W



+ leise
+ hervorragende Kühlung

- kurze Anschlussleitungen
- 550W nur Peakleistung

Cougar CM 550W



+ sehr effizient

- Spannungsregulation

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Über 550W (High End PC)

Antec TruePower New 650W



+ sehr stabil

- relativ laut unter Last

Seasonic X-Series 650W



+ sehr hohe Effizienz
+ semi-passiv (lautlos bis 20% Last)

- sehr teuer

Cougar S 700W



+ hohe Effizienz

- teuer

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Ergänzung:



Bei vielen stellt sich natürlich die Frage nach dem Preis, denn nicht jeder kann sich ein neues Netzteil leisten, auch wenn es notwendig ist zum Beispiel durch ein aufrüsten der Grafikkarte. Wenn man sehr an seinem alten Gerät hängt, gibt es entsprechende Ergänzungsmöglichkeiten für performante GPU. Hierzu wird nichts weiter als ein freier 5.25" Slot benötigt. Man muss nun also nicht zwangsläufig komplette Neuware für den ganzen PC kaufen, allerdings stellt dies in erster Linie eine Notlösung dar.

FSP VGA Booster X3 300W

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3) Sonstiges

3.1) Kühlung:

Die Kühlung ist ein elementares Kriterium, man muss die Waage zwischen effektiver und leiser halten, wobei ein laufruhiger Lüfter natürlich ebenso gut kühlen kann bei dem richtigen Luftdurchsatz. Bereits ein Temperaturansteig von 10°C halbiert die Lebensdauer eines empfindlichen Kondensators oder der MOSFETs am Kühlkörper, was durchaus ganz schnell erreicht wird vor allem im meist engen sekundären Bereich.

Viele Käufer beschweren sich über laut drehende Lüfter oder hochfrequente Störgeräusche bei ihrem Netzteil.
Letzteres kann man vermeiden, in dem man gut verarbeitete Produkte mit aktivem PFC kauft, denn sonst bekommt man durch passive Leistungsfaktorkorrektur wie ganz oben genannt unter Last eine schwingende Drossel. Außerdem sollten die Spulen entsprechend isoliert sein.
Bei aktiver Kühlung sollte man auf laufruhige Lüfter achten, wie sie beispielsweise bei Seasonic oder auch Be Quiet (der Name sagt es) geboten werden. Auch auf aktuelle Enermax Serien trifft dies zu.
Man muss bei der Wahl sehr vorsichtig sein, da die vom Anbieter oder Hersteller angegebenen dB(A) Werte oft nicht der Realität entsprechen und auch die Testbedinungen nicht bekannt sind. Die Entfernung als auch äußere Einflüsse müssten berügsichtigt werden.
Weiterhin sollte kein unterdimensioniertes Netzteil gewählt werden, weil unter Vollast der Lüfter unter Umständen sehr stark aufdreht.

In dieser Tabelle wird die Empfindung der Lautheit genauer definiert.



Es sei gesagt, dass jeder Mensch eine eigene Vorstellung von leise hat und einige nur passive Lösungen akzeptieren.
Rein passive Varianten sollte man aber möglichst vermeiden, da das Netzteil eine wichtige Rolle beim Abtransport von Warmluft spielt und sich diese meist schnell überhitzen können. Wobei dieses FSP Fortron dank seiner Effizienz eine sehr niedrige Verlustleistung hat.





Oder aber das aktuelle SilverStone Nightjar ST45NF 450W, welches sehr stark ist und viele Anschlussmöglichkeiten bietet.





Ein guter Kompromiss sind sogenannte semi-passive Lösungen wie sie von NesteQ Angeboten werden.
Es ist zwar ein relativ lauter Lüfter verbaut, der springt aber erst bei großer Hitze an und steht damit zu 99% still.
Allerdings ist dann auch der Preis entsprechend für die hitzebeständigeren Bauteile. Zudem sollte das PC-Gehäuse ansonsten gut gekühlt sein.

Lüfterkonzepte:
Vorweg ist zu sagen, dass keine Technik vollkommen ist. Außerdem gibt es natürlich Ausnahmen, die aus dem Muster rausfallen. Gängig ist es bei beiden folgenden Verfahren lediglich ein Lüfter. Mehrere werden mittlerweile teils sogar als reines Marketing bezeichnet nach dem falschen Motto "mehr hilft mehr". Mangelnde Fähigkeiten beim Design und der Drang zum übertreiben seien die Gründe genau wie zu viel Abwärme durch schlechten Wirkungsgrad.

120mm
Aktuell sehr häufig anzutreffen sind Netzteile, dessen Kühlung darauf beruht, dass ein großer 120mm Lüfter oder vergleichbares an der Unterseite platziert wird. Von der Geräuschentwicklung her sind diese meist vorteilhaft, da sie im Gegensatz zu kleineren weit weniger schnell drehen müssen, um die gleiche Menge an Luft zu fördern. Kühlrippen werden nicht selten ziemlich dünn dimensioniert, um möglichst viel Durchlass zu bieten. Schwierigkeit gibt es hierbei, wenn diese eben wie ein Schirm aufgebaut sind, derartig wirken und damit die Bereiche weit unten mit Kleinstteilen nicht erreicht werden. Ein guter Airflow ist einfach notwendig. Theoretisch wird aber die gesamte Platinenfläche hiermit abgedeckt.

80mm Lüfter
Etwas aus der Mode gekommen sind 80mm Lüfter, da diese etwas pauschalisiert ausgedrückt lauter sind, wenn sie nicht entsprechend geregelt werden. Bei dieser Variante werden meist t-förmige Kühlrippen für den optimalen Luftstrom verwendet und die abgedeckten Bereiche werden am effektivsten gekühlt. Problematisch ist nur, dass nicht wie bei der anderen Methode flächendeckend gearbeitet wird. Man findet diese besonders noch im höheren Leistungsbereich mit dem Motiv, dass größere Lüfter am Limit arbeiten würden.

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3.2) Stromverbrauch:

Bevor nun die konkreten Empfehlungen zu berügsichtigen sind, sollte man sich Gedanken umdie passende Dimensionierung seines Netzteils machen.
Ihr könnt den Verbrauch eures Rechners auch selbst herausfinden bei meisterkuehler.de sowie die Verlustleistung einer übertakteten CPU.
Vorweg sei aber noch gesagt, dass man auf eine starke 12V Schiene bei einem modernen System achten sollte, denn auch ein 500W Netzteil kann unter Umständen schneller versagen als eines mit 450W, wenn es eher 3,3V oder 5V lastig ist, während das mit 450W auf die 12V Schiene setzt.

Zur Veranschaulichung:
Wir gehen mal davon aus, das folgende Netzteile beide gut sind, nur Unterschieden sie sich erstens in der Verteilung der Amperewerte und zweitens in ihrer Gesamtleistung. Im Allgemeinen setzt sich letzteres aus den 3 unten angegebenen Schienen zusammen, die anderen Leitungen werden hier nicht mit einbezogen.
Ein 500W Netzteil, dass 35A (115,5W) auf 3,3V; 40 A (200W) auf 5V (Combined z.B. 295W); aber nur 17A (ca. 205W) auf 12V hat.
Ein 450W Netzteil, dass 20A (66W) auf 3,3V ; 20A (125W) auf 5V (Combined z.B. 162W); und 24A (288W) auf 12V hat.

Demnach würde ein sehr 12V lastiges System von dem mit 450W besser versorgt werden.

Es gibt in Sachen Leistung daher 2 wichtige Sachlagen:
Einmal, dass es genug Watt hat, aber auch dass die Leistung richtig verteilt ist und man vor allem die Schiene betrachtet, die am meisten belastet wird.


Systembeispiele:

Office PC:

• 1x AMD Athlon II X2 240; E5300 (+Kühler)
• 1x Onboard GPU (785G; G41)
• 2x 1 GB RAM
• 1x SATA Festplatte
• 1x DVD Brenner
• 1x Gehäuselüfter
• 1x USB Gerät

Verbrauch: 100W .
Hier hingegen verbraucht die CPU mit am meisten, auch wenn das nur verhältnismäßig bezogen ist.
Es empfiehlt sich ein 300-350 Watt einer guten Marke zu nehmen. Leider gibt es hierfür kaum gute Netzteile, die z.B. 200W haben, was wirklich schon genügen würde.
+12V: 15A Combined


Allround PC:

• 1x Phenom II X3 720 Black Edition (+Kühler)
• 1x HD 5770
• 2x 2GB RAM
• 1x SATA Festplatte
• 1x DVD Brenner
• 2x Gehäuselüfter
• 2x USB Geräte
• 1x PCI TV-Karte

Verbrauch: 200W.
Es empfiehlt sich ein 350-400 Watt Netzteil einer guten Marke zu nehmen.
+12V: 25-30A Combined

Gamer PC:

• 1x Phenom II X4 945; Core i5-750 (+Kühler, übertaktet)
• 1x HD 5850; HD 5870
• 2x 2GB; 3GB RAM
• 1x SSD-Festplatten
• 1x SATA-Festplatten
• 1x Soundkarte
• 2x DVD-Brenner
• 2x Gehäuselüfter
• 2x USB Geräte

Verbrauch: 250-280W.
Besonders die GPU ist hier der Stromfresser.
Es empfiehlt sich ein 450-550 Watt Netzteil einer guten Marke zu nehmen.
+12V: 30-35A Combined

High End PC:

• 1x i7-920 / Phenom II X4 950 (übertaktet)
• 2x HD 5850
• 2x 3GB DDR3-1066 RAM
• 1x SSD
• 2x SATA-Festplatten
• 1x Soundkarte
• 1x DVD-Brenner
• 2x USB-Geräte
• 1x Wasserkühlungsset

Verbrauch: Etwa 350W.
Die CPU als auch die GPU verbrauchen sehr viel.
Erst mit einem System wie diesem, das einen Quad Core, eventuell SLI/Crossfire, diverse Festplatten und viel Peripherie beherbergt profitiert man von einem Netzteil mit 650-700 Watt.
Außerdem sollte man darauf achten, genügend PEG Anschlüsse zu haben, die im Beispiel aufgeführte GTX 285 setzt laut NVidia zwingend einen 6+8 pin Stecker voraus.
+12V: 50A Combined

Den Stromverbrauch eines Testsystems von CB könnt ihr im Link sehen. Die Werte zeigen, dass sogar ein PC mit High-End GPU oft weniger verbraucht, als man im Allgemeinen annimmt und daher lohnen sich Netzteile über 500W nur für SLI/Crossfire oder übertaktete Quad Core Systeme. Für den Normalverbraucher sind größere meistens uninteressant.

Weshalb wurde mehr Watt als Empfehlung angegeben, als real verbraucht wird und warum ist mehr Watt als empfohlen schon wieder zu viel?

Zitat von b-runner zum errechneten Verbrauch eines Rechners:

Man muss bedenken, dass zusätzlich die Leistung auf den einzelnen Schienen eine Rolle spielt und dass es Leistungsspitzen gibt.

Idealerweise beträgt die Auslastung des Netzteils möglichst über 20%, weil...

• darunter bei vielen Netzteilen die Effizienz sinkt
• es sich preislich nicht lohnt ein zu starkes Netzteil zu kaufen
• diese mit leichter Überstpannung starten mit Raum für den VDrop

.... und im Rahmen von ungefähr 50 % weil.....

• dort meistens das Optimum an Wirkungsgrad und Spannungsstabilität erreicht wird

....aber möglichst unter 80% weil...

• eben diese Leistungsspitzen (Peak Load) auftreten
• die Elektronik ab 100% Last stärker an Lebensdauer verliert
• die Restwelligkeitsanteile in der Spannung steigen
• es darüber hinaus häufig etwas an Effizienz einbüßt
• der Lüfter sich voll aufdreht und mehr Lärm entsteht
• einige Designs bereits am Limit operieren

Die drei Prozentwerte sind nur zum orientieren gedacht, es kommt auf das spezifische Netzteil an. Besonders auf die angegebenen 80% sollte man acht geben, eine Unterdimensionierung kann im Zweifel schädlicher sein als zu viel des guten. Optimal ist meist die mittlere Last, da dort der höchste Punkt des Wirkungsgrades und oftmals das Optimum an Wertestabilität erreicht wird.

Stellt sich die Frage, wie es in der Zukunft aussehen wird. Die Vermutung liegt nahe, dass baldige GPUs immer weniger aufgrund des kleineren Fertigungsprozesses verbrauchen, während die CPU Hersteller auch bei den Quadcores einen annehmbaren Stromverbrauch erzielen.
Besonders die aktuelle 8800GT/3870 ist ein gutes Beispiel dafür, in welche Richtung sich alles entwickelt. Der Verbrauch würde gegenüber der älteren 8800 GTS deutlich gesenkt, trotz der höheren Gesamtleistung.

Strom sparen!

Der beste Weg, um Strom zu sparen ist natürlich das Ausschalten des Computers. Der Standby Betrieb ist nicht empfehlenswert und verschwendet kostbare Ressourcen. Weiterhin kann man für die täglichen Arbeiten auch mal mit dem Notebook, sofern man eines sein Eigen nennen darf, erledigen, weil diese besonders sparsam sind.
Auch wenn es vielen Anwender, besonders mit High-End Systemen, egal ist, kann man in diesem Bereich vor allem auch Geld sparen und muss nicht unbedingt auf Leistung verzichten.

Messgeräte:
Zuverlässiger als jegliche Software oder die theoretische Berechnung des Verbrauchs sind Energiemessgeräte, die sich auch für andere elektronische Haushaltsgeräte eignen. Hierbei wird einfach der Apparat in die Steckedose gesteckt, in welchen wiederum der Kaltgerätestecker zum Netzteil gesteckt wird. Jedoch gibt es Abweichungen in der Qualität. Dazu gibt es ein nützliches Ranking einiger getesteter Geräte:
etest-wohnen.de

Diese werden auch von diversen Internetseiten genutzt, in Kombination mit einem Testcomputer. Das bestehende Problem ist allerdings das vom PC abhängige Ergebnis.
Nochmals etwas geeigneter sind professionelle und damit teure Teststationen. Ein Kollege verwendet beispielsweise das modernste davon, die Chroma 8000.

Wenn man selbst die Spannungen überprüfen will, so sollte man keineswegs auf Software vertrauen, sondern sich ein preiswertes Multimeter zulegen.
Eine Anleitung befindet sich im offiziellen OCZ Support Forum.

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• Test command optimizer helps to improve test speed
• Capable of coding for any power supply testing applications
• Comprehensive hardware modules provide high accuracy repetitive measurements
• High test throughput by system default test items
• Cost effective
• Other hardware expandable upon request
• Windows 98/NT based software

(Quelle: chromausa.com)

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[soulpain]

3.3) Integrierte Netzteile:

In Gehäuse integrierte Netzteillösungen sind in der Vergangenheit (teils zurecht) außer Acht gelassen worden, da oftmals keine Transparenz gewährt wird, welches Netzteil sich genau darin befindet und welche relevanten Daten es neben der Gesamtleistung aufweist. Die Zeiten, in denen eine PSU als schlichtes Zubehör zum Gehäuse abgestempelt wurde, sind vorbei.
Warum es aber dennoch einige Modelle gibt, die zu empfehlen sind, soll folgender Absatz verraten.

Nicht selten ist zu erwarten, dass beide Komponenten von ein und dem selben Hersteller stammen, was auch nicht verwunderlich ist. Denn das spart in erster Linie die Kosten auch für den Verbraucher und man muss sich nicht nach seperaten Stromversorgern umsehen. Um das zu verdeutlichen, sind folgende Vorschläge mit dem einzeln zu erwerbenden Netzteil versehen.

Antec New Solution NSK4480B
- inkl. Antec EarthWatts 380w

Antec Sonata III
- inkl. Antec EarthWatts 500W

Auch bei Komplettsystemen großer Marken wie Fujitsu Siemens oder Dell sind natürlich die Netzteile bereits eingebaut. Jedoch werden hier größtenteils keine Retail sondern OEM Produkte verwendet. Diese werden wie auch bei Bulk-Ware nicht aufwändig lackiert, haben nur die für das System notwendigen oder vorgesehenen Anschlüsse und werden ohne Zubehör verkauft. Meist sind diese speziell auf den PC abgestimmt und kommen von namenhaften Herstellern wie Seasonic oder FSP.

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3.4) Redundante Netzteile:



Diese Art der Netzteile findet seinen Platz oftmals in Servern, die besonders zuverlässig, stabil und ohne jeglichen Unterbrechungen laufen müssen. Daher sollen diese eine höhere Ausfallsicherheit bieten als ein Standardfabrikat. Es gibt hier mehrere Einschübe für mindestens zwei Stromversorger. Meist wird eines davon an die Hausstromversorgung angegliedert, während die anderen über eine USV laufen. Eine gemeinsame Zuleitung kann natürlich von Nachteil sein, besser ist ein jeweils seperater Anschluss mit passiver Rückplatte. Vorteil bei der Methode allgemein ist, wenn ein Netzteil ausfällt, kann die Recheneinheit immer noch weiterlaufen und das defekte kann im laufenden Betrieb ausgewechselt werden. Die einzelnen Netzteile sind immer vom selben Modell mit den gleichen Eigenschaften und einer identischen Leistungsfähigkeit. Ein bekannter Name ist hierbei Zippy.

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3.5) Markenvergleich:

Besonders bei der Komponente Netzteil spielen die Hersteller eine große Rolle. Auch sollte man auf die Aktualität der Serie achten bei einem Neukauf, da neuere in der Regel einer Verbesserung unterzogen wurden. Folgende Anbieter oder genauer gesagt einen Großteil derer Produkte sollte man nach Möglichkeit meiden:
Trust, Rasurbo, Tronje, LC Power, Xilence, SinanPower, Ultron, Techsolo, Levicom, Raptoxx, Q-Tec, Chill Innovation sowie alle undefinierbaren. Das soll nicht heißen, dass diese durchgängig aber eben hauptsächlich zu meiden sind. Ebenso sind dort nicht alle als negativ datierte Marken vertreten. Herstellerangaben und Nennleistung sind immer kritisch zu betrachten angesichts der Kosten und verwendeten Technik. Eine gewisse Inflation der mangelhaften Artikel ist im kleinen Leistungsbereich erkennbar, während gute Netzteil vor allem im Bereich oberhalb von 500W zu finden sind.

Update: Mittlerweile liefern Anbieter wie LC Power, Xilence oder auch Rasurbo Netzteile mit angemessener Qualität. Die Liste kann zwar noch zur Orientierung im unteren Preissegment herangezogen werden, ist aber nicht mehr repräsentativ für die meisten Produkte. Viele Billig-Hersteller bieten nun zumindest 80Plus-Standard-Geräte an und müssen sich beim Standby-Verbrauch an die entsprechenden EU-Richtlinien halten. Auch sicherheitstechnisch sind viele Geräte besser geworden. Dafür wagen sich nun immer mehr Markenhersteller in den günstigeren Bereich vor. Enermax beispielsweise, für eigene Designs bekannt, setzt bei den günstigeren Serien nun auch auf einen anderen ODM (Sirtec v.a.). Kurz: Gute Budget-Produkte bietet mittlerweile fast jeder; kaum ein Hersteller ist konstant gut oder konstant schlecht. Wie immer kommt es auf den Preis an.

Merkmale und oft vertretene Indikatoren eines zu meidenden Fabrikats:

• Unrealtistisch günstige Preisvorstellung des Herstellers für die gebotenen Features sowie Marketingkraftausdrücke (Superlative wie Super Silent) zu eigentlichen Standardeigenschaften.
• Passiver statt aktiver Leistungsfaktorkorrektur als auch niedriger Wirkungsgrad.
• Nicht funktionierende oder zu spät einsetzende Sicherungsmaßnahmen sowie schlechte Regelung der Schienenstabilität oder Bauteilisolierung.
• Minderwertige Komponenten und Materialien mit hoher Temperaturanfälligkeit, geringer Kapazität und desolater Stützzeit.
• Mäßige Verarbeitungsqualität durch schlechte Lötpunkte, -rückstände und schiefe Bauteile.
• Geringe Langlebigkeit durch schnellen Verschleiß und ATX Temperaturüberschreitungen.
• Nicht der Realleistung entsprechende Nennleistung und keine aufgedruckten Combinedwerte oder gefälschte CE Zeichen.
• Wenige Anschlüsse für den angegebenen Leistungbereich im Vergleich zur Konkurrenz.

Es gibt hierzu auch einen interessanten Usertest mit Vergleich der Leistungsaufnahme und Wertestabilität als auch Geräuschentwicklung.

Wer wissen möchte, welcher Hersteller hinter welchem Label steckt, kann sich folgenden Text durchlesen:
OEM Exkurs

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3.6) Service:

Bei Problemen oder speziellen Fragen kann man sich natürlich auch an die Hersteller wenden.

Be Quiet:
HOTLINE: 0800 - 0736 736 | Fax+49 40 736 76 86 – 69
info@be-quiet.de

Enermax:
HOTLINE: 0800 - 3637629
Kontaktformular

Tagan:
Kontaktformular

SilverStone:
HOTLINE: Tel: + 49-40-675931-0 Fax: + 49-40-675931-66
support@silverstonetek.de

Seasonic:
Kontaktformular (durch den Vertreter Maxpoint)
support@seasonic.com.tw

CoolerMaster:
HOTLINE: Tel.: +49-821-58864-0 Fax.: +49-821-58864-13
Kontaktformular

Thermaltake:
HOTLINE: Telefon: +49 (0) 40-30 85 86 0 Fax:+49 (0) 40-30 85 86 89
Kontaktformular
info@thermaltake.de

Hiper:
Kontaktformular
infode@hipergroup.com (Deutsche Adresse)


Garantiefälle: Auch bei den besten Netzteilen kann es mitunter mal zu einem Defekt kommen, weshalb ein guter Support wichtig ist. Corsair und die OCZ Group ( OCZ/ PC Power & Cooling) haben eigene Foren für derartige Anfragen und werden auch auf Computerbase durch Bluebeard (Corsair) und NicoOCZ (OCZ Group) vertreten, an die man sich gleichermaßen wenden kann. Besonders der gute Vor-Ort Austausch und Telefonsupport wäre bei Be Quiet Netzteilen zu nennen. Der Grund für einen Rückläufer kann eine (absehbare) Fehlfunktion sein, alles andere ist auf Kulanzbasis. Wenn beispielsweise das Produkt zu laut ist, aber absolut noch funktioniert, gibt es normalerweise keinen Grund für die Rückgabe. Herstellern und Anbietern die es trotzdem zurücknehmen, ist das also hoch anzurechnen.

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3.7 Fazit:

Ihr konntet nun einen kleinen Blick in die Welt der Netzteile werfen um zu sehen, wie wichtig die richtige Marke und ebenso die Serie ist. Auch wenn man anstatt 30 Euro in ein Billignetzteil vielleicht 50 Euro in eine gute Serie eines Markenherstellers investieren muss, lohnt es sich, wie man an den Daten sieht. Weiterhin wird oft wesentlich weniger Leistung gebraucht, als man meist denkt.



Hier geht es zur Diskussion!

An dieser Stelle mal ein großes Lob an b-runner, der noch mal drüber geschaut und die FAQ mit seinen Vorschlägen verbessert hat.

[soulpain]

- Erstellt am Mittwoch, den 30.06.2007.
- Weitere Ausführungen im Bezug auf die Lautstärke sowie weitere Kaufempfehlungen mit Links folgen.
- Links sind aufgeführt
- Ergänzung durch Enermax NT
- Stromverbrauchergänzung 31.05.2007
- Art der ATX Bauformate hinzugefügt
- Ergänzung durch weitere NTs
- Erweiterung der Abschnitte Kabelmanagment sowie Stromverbrauch
- Tabellarische Anordnung hinzugefügt, 02.07.2007
- neue Gliederung
- Erweiterung/Verbesserung Fachbegriffe
- Wichtige Anmerkung ergänzt, 06.07.2007
- Anpassungen Stromverbrauch 06.07.2007
- Toleranzwerte
- Diverse Verbesserungen 20. 07.2007
- Extremer Gamer PC hinzugefügt
- Service hinzugefügt
- Schaubilder jetzt in groß
- Adapter 24 pin
- dB(A) Werte
- Diverse kleine Verbesserungen unter Allgemeines
- Usertest
- Tagan Modelle 400 u. 500W (Tabellen folgen)
- Enermax Liberty verschoben
- Wichtigkeit auf Marke + Serie
- Umformulierungen Allgemeines
- Ergänzungen beim Gamersystem
- Falscher Link/Tabelle bei SilverStone 400W entfernt
- Umschreibung Wattverbrauch
- unheimlich viele Änderungen bei Punkt 4)
- Einführung "Stecker"
- Aufgrund der größe nun 2 Teile
- Ergänzungen bei PFC und Markenvergleich 08.09.2007
- Compucase gegen Antec ausgetauscht aufgrund der besseren Effizienz
- Update Be Quiet
- Layout und Einzelheiten verbessert
- Aufbau eines Netzteils hinzugefügt
- Neuer Punkt zur Lautheit hinzugefügt 20.10.2007
- Kleine Erweiterung unter Silent Cooling
- Weitere Tests verlinkt
- Anpassungen beim Stromverbrauch
- Umformulierung und Erweiterung bei den Begriffen
- kurzer Einblick in die Welt der Messgeräte 05.12.2007
- kleine Erweiterung Kabel-M. / G92 GTS Beispielsystem
- Amperewerte bei S12II Netzteilen ausgebessert
- Neue Listan Serie eingefügt
- Integrierte Netzteile
- Übersichtlichkeit der Empfehlungen gegenüber Systeme optimiert
- 80-Plus Listan Dark Power Pro
- M12II Serie aufgeführt
- Neues Layout
- Ergänzungen durch weitere Serien
- Ergänzung Empfehlungen
- Lüfterkonzept
- Fehler ausgebessert 26.04.2008
- Texterweiterung Service
- Redundante Netzteile
- Ergänzungen Empfehlungen
- Ausführungen Aufbau, dezente Umstrukturierung
- Änderung Lastzustand/passive Lösung ergänzt
- Silencer 500W, kleine Änderungen
- SilverPower 400W 06.09.2008
- Hiper Type-M 630W
- Spannungsmessung per Multimeter (Beschreibung)
- Beispielsysteme überarbeitet/neue Modelle
- Re-Design
- Neue Empfehlungen 16.12.2009