Netzteile für 40 bis 55 Euro im Test: Testergebnisse elektrischer Messungen

Für die Netzteile kamen während der Tests folgende selbstkalkulierte Lasten zum Einsatz. Die prozentualen Auslastungen stellen dabei die Lastverteilung nach, wie sie die 80Plus-Organisation bis auf die Crossload-Szenarien verwendet. Die festen Lasten sollen typische Lastverteilungen aktueller Hardware-Konfigurationen nachstellen.

Die einzelnen Ergebnisse jeder Kategorie können anhand der Schaltflächen über den Diagrammen durchgeschaltet werden.

Effizienz

Um die für die 80Plus-Zertifizierung geforderten Effizienzvorgaben zu testen, wird am Cooler Master MWE Bronze V2 550W und Enermax CyberBron 500W eine Eingangsspannung von 115 Volt (230 Volt am Xilence Performance A+ III Modular 550W) angelegt und mit „relativen“ Lasten am Ausgang belastet.

Mit bis zu 88,7 Prozent erweist sich das MWE Bronze V2 550W in diesem Test als besonders effizient und würde damit sogar die Voraussetzung für eine Zertifizierung nach 80Plus Silber erfüllen. Gegenüber dem Bericht der 80Plus-Organisation gibt es bei Volllast einen um fast 2,5 Prozent höheren Wirkungsgrad, der sich nicht mehr über Fertigungstoleranzen erklären lässt. Nach Rücksprache mit Cooler Master hat der Hersteller versichert, dass die Technik die Effizienzanforderung von beiden Standards – 80Plus (115 V) und 80Plus 230V EU – erfüllen muss und deshalb eine für 80Plus Gold ausgelegte Plattform verwendet wurde, die durch Bauteilanpassungen heruntergebrochen wurde, was sich mit den Erkenntnissen der technischen Analyse deckt.

Das CyberBron 500W demgegenüber kann die geforderten 82 Prozent bei Volllast noch erfüllen und arbeitet im Teillastbetrieb mit bis zu 87 Prozent deutlich effizienter. Eine ähnliche Beobachtung kann auch für das Performance A+ III Modular 550W gemacht werden, für das der Volllast-Wirkungsgrad die kritische Stelle ist.

Unter denselben Testbedingungen bei „festen“ Lasten kann erneut ein klarer Vorsprung für das MWE Bronze V2 550W verzeichnet werden, das ab 140 W mit einem Wirkungsgrad zwischen 90 und 91 Prozent nahe an den von 80Plus-Gold-Netzteilen herankommt. Demgegenüber können die Probanden von Enermax und Xilence einen Spitzenwirkungsgrad von 90 Prozent nur in einem Auslastungsintervall von 140 bis 290 W halten und fallen bis hin zur Volllast auf etwa 86 Prozent ab. Als enttäuschend tritt allerdings die Schwachlast-Effizienz des MWE Bronze V2 550W hervor, die bei gerade einmal 63 Prozent bei einer 35-Watt-Auslastung und 28 Prozent bei 6 W liegt.

Spannungsregulation

Während das MWE Bronze V2 550W und das Performance A+ III Modular 550W die Ausgangsspannung auf der 12-Volt-Schiene über den kompletten Ausgangsbereich mit sehr geringem Spannungsabfall auf über 12,0 Volt halten können, liegt sie beim CyberBron 500W bereits bei Schwachlast bei nur 11,92 Volt, fällt bis hin zur Volllast stetig ab und erreicht die Nähe des unteren Grenzwerts von 11,4 Volt. Da im Test mit „festen“ Lasten die Minor-Rails weniger stark als mit der Lastkalkulation nach 80Plus ausgelastet werden, wird die Schwäche der Gruppenregulierung des CyberBron 500W offengelegt, dessen Spannung sich auf der 5-Volt-Schiene außerdem für höhere Ausgangsleistungen der oberen Grenze nähert.

Demgegenüber bleiben die Spannungen der Minor-Rails von Cooler Master und Xilence nahezu unverändert, da sie über DC/DC-Wandler unabhängig geregelt werden. Im Crossload-12V-Szenario kann das beim CyberBron 500W verzeichnete Phänomen erneut beobachtet werden, das diesmal den Grenzwert nach unten eindeutig verlässt, obwohl das Netzteil die verwendete Lastverteilung als offiziell zulässig angibt.

Restwelligkeit

Auf der 3,3- und 5-Volt-Schiene (Minor-Rails) werden bei allen drei Probanden relativ hohe Ripple-Spannungen gemessen, wenn die Netzteile sehr hoch ausgelastet werden. Beim Performance A+ III Modular 550W (auf der 5-Volt-Schiene) und beim MWE Bronze V2 550W mit „Noise“ handelt es sich dabei um sehr hochfrequente Anteile, die letztendlich auf der Lastseite mit wenigen Kondensatoren als Filter aber sehr leicht weggefiltert werden.

Selbst mit geringer Belastung dieser Schienen im Szenario mit „festen“ Lasten überschreiten die Netzteile von Enermax und Xilence die Grenzwerte klar, wobei die „Ripple“-Störanteile des CyberBron 500W hier schwerer wiegen. Auf der heute sehr viel wichtigeren 12-Volt-Schiene kann dagegen die ATX-Spezifikation klar eingehalten werden.

Schutzschaltungen

Für die Minor-Rails des MWE Bronze V2 550W und CyberBron 500W gibt es keine eigene Überstromsicherung (OCP). Mit der Gruppenregulierung des Enermax-Netzteils ist bei einem entsprechenden Fehlerszenario davon auszugehen, dass der Unter- (UVP) bzw. Überspannungsschutz (OVP) eingreift. Beim MWE Bronze V2 550W kann dies aber unter Umständen einen dauerhaften Ausfall des Netzteils hervorrufen. Xilence hat derweil den Schutz mit Abschaltschwellen knapp oberhalb von 30 A einwandfrei umgesetzt. Wird zu viel Leistung auf den Ausgangsschienen verbraucht, greift die Überlastsicherung (OPP), die bei allen drei Probanden einwandfrei zwischen 720 und 785 Watt auslöst.

Cooler Master MWE Bronze V2 550W
Sicherung	Nennstrom / Nennleistung	Auslösepunkt der Schutzschaltung
OPP	550 W	785 W
Enermax CyberBron 500W
Sicherung	Nennstrom / Nennleistung	Auslösepunkt der Schutzschaltung
OPP	500 W	720 W
Xilence Performance A+ III Modular 550W
Sicherung	Nennstrom / Nennleistung	Auslösepunkt der Schutzschaltung
3,3 V OCP	20 A	33 A
5 V OCP	20 A	34 A
OPP	550 W	730 W

Mit einem niederohmigen Kurzschluss auf den Minor-Rails und der 12-Volt-Schiene wird die Kurzschlusssicherung (SCP) getestet. Im Test kann für sie eine korrekte Funktionsweise bescheinigt werden.

Bei einem Ausfall des Lüfters muss der Überhitzungsschutz (OTP) dafür sorgen, dass Netzteilkomponenten durch erhöhte Temperaturen keinen Schaden nehmen. Ansonsten könnte das zu einem undefinierten, irreversiblen Ausfall des Netzteils führen. Ein Betrieb bei Volllast und abgestecktem Lüfter soll ein solches Szenario nachstellen.

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Da die synchrone Gleichrichtung des MWE Bronze V2 550W mit sehr geringer Verlustleistung behaftet ist, dauert die für die Übertemperaturerkennung entscheidende Erwärmung der Kühlkörper der Sekundärseite beziehungsweise des Transformators sehr lange. Bei 117 °C am Transformator liegt schließlich die Abschaltschwelle, die ungefähr auch der vom Performance A+ III Modular 550W entspricht, bei dem aber die deutlich hitzigeren sekundärseitigen Dioden-Gleichrichter ausschlaggebend sind.

Dynamische Belastung und „Transient Response“

Zu empfindlich eingestellte Schutzschaltungen können bei der Versorgung aktueller Hochleistungsprozessoren fälschlicherweise auslösen. Ebenso kann eine zu schwache Ausgangsfilterung des Netzteils Grund für Interferenzen und somit Inkompatibilitäten sein. Als Nachbildung einer gepulsten Leistungsaufnahme wird die 12-Volt-Schiene dynamisch belastet. Zum einen wird eine pulsierende, dauerhafte Last von 50 kHz getestet, zum anderen eine pulsierende Last in einem Frequenzdurchlauf von 500 Hz bis 50 kHz.

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Bei einer dynamischen Belastung mit 50 kHz steigt der Spannungs-Ripple des MWE Bronze V2 550W und CyberBron 500W auf etwa 600 mV an. Das Performance A+ III Modular 550W präsentiert sich mit 244 mV hierbei deutlich besser. Einen Unterschied beim Performance A+ III Modular 550W kann der Feststoff-Elko mit niedrigem Serienwiderstand auf der Kabelmanagement-Platine ausmachen, der diesen Ripple-Strom aufnimmt.

Ober-/Unterschwingung auf 12-V-Schiene	MWE Bronze V2 550W	CyberBron 500W	Performance A+ III Modular 550W
Positiver Lastwechsel (210 auf 450 W)	11,37	10,95	11,80
Negativer Lastwechsel (450 auf 210 W)	12,68	12,15	12,46
Minimal- bzw. Maximalspannung in Volt

Ebenso steckt das Netzteil von Xilence abrupte Lastwechsel auf der 12-Volt-Schiene deutlich besser weg. Die Spannung sinkt bei einem positiven Lastwechsel nur sehr geringfügig auf 11,8 Volt, während die beiden anderen Probanden auf unter 11,4 Volt abfallen.

Stützzeit, ErP & Standby-Wirkungsgrad

Gerade für günstige Netzteile wird gerne am Stützkondensator gespart, weil ein ordnungsgemäßer Betrieb in einem stabilen Niederspannungsnetz wie dem deutschen auch für geringere Stützzeiten sichergestellt wird. Die geforderten 16 ms, die bei Verwendung einer Offline-USV von Bedeutung ist, können die Modelle von Cooler Master, Enermax und Xilence einhalten. Das Power-Good-Signal des MWE Bronze V2 550W ist allerdings nicht präzise konfiguriert, da es erst mit einer Ausgangsspannung von 10,8 Volt auf der 12-Volt-Schiene den Abschaltbefehl gibt, obwohl dieser schon 4,7 ms zuvor ausgegeben werden müsste.

Im ausgeschalteten Zustand ohne Last liegt die Leistungsaufnahme mit maximal 0,2 W sehr niedrig. Die größere Herausforderung besteht aber darin, dass das Netzteil den geforderten Grenzwert von 0,50 W bei einer Belastung von 45 mA der Standby-Schiene nicht überschreitet. Dies gelingt sowohl Enermax als auch Xilence. Cooler Master verfehlt das Ziel knapp, obwohl in der Theorie die richtigen Maßnahmen mit einem entsprechenden PWM-Controller ergriffen wurden. Anders als bei den Netzteilen von Enermax und Xilence musste der Leistungsschalter bei diesem PWM-Controller aber extern hinzugefügt werden, weshalb er eventuell zu hohe Verluste verursacht.

ErP Lot 6 2013	MWE Bronze V2 550W	CyberBron 500W	Performance A+ III Modular 550W
Keine Last	0,20	0,10	0,14
45 mA auf 5 VSB	0,58	0,47	0,47
Maximum	0,50
Aufgenommene Leistung in Watt

Mit höherer Belastung des Standby-Wandlers liegt der Wirkungsgrad nahe der 80-Prozent-Hürde. Nur Xilence gelingt eine etwas effizientere Implementierung mit knapp oberhalb von 80,0 %.

5V Standby	MWE Bronze V2 550W	CyberBron 500W	Performance A+ III Modular 550W
2,5 A	77,5	75,1	80,9
3,0 A	77,1	n/a	80,7
Wirkungsgrad in Prozent