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Kleine Netzteilkunde Hauptquelle: www.shuttle.com Aktuelle Mainboards haben fall ausschließlich das ATX-Format und werden dementsprechend von einem ATX-Netzteil mit Spannung versorgt. Der ATX-Standard bietet gegenüber dem älteren AT-Standard Vorteile im Layout und in der Funktionalität. |
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AT-Netzteil-Anschluß (veraltet) Die Anschlüsse des AT-Netzteils waren nicht verwechslungssicher, daher galt die Regel: "Schwarz an Schwarz". |
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ATX-Netzteil-Anschluß (aktuell)
Das ATX-Netzteil ermöglicht die Soft-Off-Funktion (Ausschalten per Software, z.B. bei Beenden von Windows 9x/ME/2000/XP oder mit Patch auch unter Windows NT 4.0) und die Soft-On-Funktion (Einschalten durch Aufwach-Signal, z.B. bei Modem- LAN- oder Netzwerk-Aktivität oder Timer-Auslösung). Der Netzschalter (Taster) liegt zwischen 13 und Gnd, d.h. durch kurzzeitiges brücken von 13/14 oder 14/15 kann das Netzteil ein- und ausgeschaltet werden. Die Vorteile werden erkauft mit vielen Megawatts zusätzlichen Stromverbrauchs, weil die Millionen von PC-Netzteilen auch im Standby- und sogar im ausgeschalteteten Zustand ein paar Watt verbrauchen. |
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Das Netzkabel sollte erst nach
vollständigem Zusammenbau des Rechners an das Netzteil angeschlossen
werden. Beim Wechsel von CPU-Chips, Speichern oder Erweiterungskarten muss das Netzteil unbedingt vom Netzt getrennt werden, weil auch im ausgeschalteten Zustand Spannungen am Mainboard anliegen. Also mit dem Schalter am Netzteil ausschalten oder noch besser: Stecker ziehen. Auf den meisten Mainboards gibt es eine grüne LED, die anzeigt, ob das Mainboard noch Spannung hat. |
ATX-Spannungstoleranzen
*) 5V: dazu gehört auch die Standby-Spannung (Anschluß 9 beim ATX-Netzteil-Stecker) |
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Neue, zusätzliche ATX-Netzteil-Stecker
Für die stromhungrigen CPUs sind besondere Zusatzstecker eingeführt worden, damit die hohen Ströme nicht über weitere Strecken über die Platine geleitet werden müssen. Bei einigen Pentium-4-Mainboards ist die Nutzung dieser beiden Anschlüsse zwingend erforderlich. Inzwischen gibt es die entsprechenden Buchsen auch auf Mainboards für AMD CPUs (Athlon & Co) |
ATX12V Der vierpolige +12V Power-Anschluß wird hauptsächlich zur Erzeugung der CPU-Kernspannung herangezogen, da die dort benötigte hohe Leistung bei 12V weniger Strom bedingt als bei 5V oder 3,3V. Maßgebend ist die ATX12V-Spezifikation.
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AUX-Power-Connector Dieser sechspolige Anschluß in Form einer Steckverbindung, wie sie bei älteren AT-Netzteilen üblich war, dient zur besseren Versorgung mit der 3,3V- und 5V-Spannung für Server-Mainboards. Dieser Anschluß wird laut ATX-Spezifikation 2.03 für Netzteile ab 250W empfohlen. Bei vielen heute üblichen Netzteilen ist dieser Stecker inzwischen wieder weggefallen, weil die Spannungen für die CPUs aiús den 12V auf den Boards selbst erzeugt werden. |
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Die empfohlene Leistung des Netzteils
Häufig stellt sich das Netzteil als Quelle von Störungen heraus. Die verursachte Störung kann sich hierbei vielfältig darstellen: z.B. merkwürdige Anzeigen im BIOS-Setup, Ausfall/Störung einzelner Hardwarekomponenten des Mainboards, Startprobleme oder sporadische Abstürze. Erste Probleme mit zu schwachen Netzteilen haben sich mit Erscheinen der Pentium Pro Prozessoren bemerkbar gemacht - damals reichten in vielen Fällen die 200W-Netzteile nicht mehr aus. Für viele Pentium-III-Systeme wurde 250W zum Standard und seit Athlon und Pentium IV werden 350W und (möglichst) mehr empfohlen. Inzwischen ist der Stromhunger wieder ein wenig zurück gegangen und schon Standard-Netzteile haben etwa 350W, was auch in den meisten Fällen völlig ausreicht. |
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Standby-Spannung Die +5 VDC Standby-Spannung liegt auch nach dem Ausschalten des Netzteils (Leerlauf) an, sofern das 220V-Netzkabel noch eingesteckt ist. Sparsames Verhalten im Leerlauf wird beim Netzteil mit dem blauen Umwelt-Engel belohnt, wenn die Leistungsaufnahme bei abgeschalteter Hauptstromversorgung primärseitig unter 5W bleibt. Typische Verbraucher für die Standby-Leitung sind z.B. auf Anrufe wartende Fax- oder Modemkarten, USB-Geräte oder Netzwerkkarten, die eine Wake-on-LAN-Funktion bieten oder Speichermodule im Suspend-to-RAM-Modus. Die Belastung der 5V-Standby-Leitung wächst ständig, und daher wurde die Mindest-Strombelastbarkeit von ursprünglich 720 mA auf zunächst 1A und mittlerweile sogar auf 2 A heraufgesetzt. Eine zu geringe Leistungsfähigkeit auf der Standby-Leitung könnte zu erheblichen Funktionsstörungen bei Geräten führen, die auf diese Spannung angewiesen sind. |
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Leistungsfaktorkorrektur (PFC) Seit 1.1.2001 erfaßt die EMV-Norm für Oberschwingungsströme in der Ergänzung A14 PCs in einer eigenen Klasse, die für Verbraucher bis zu 600W Leistungsaufnahme gilt. Für Netzteile, die seit diesem Datum hergestellt werden, muß also die Leistungsfaktorkorrektur (PFC, Power Factor Correction oder Compensation) im Netzteil-Design berücksichtigt werden. Alle Schaltnetzteile enthalten auf der Netzseite einen Gleichrichter, über den einen Kondensator aufgeladen wird. Im Normalbetrieb fließt Strom erst dann, wenn die sinusförmige Netzspannung über der Spannung liegt, die am Kondensator anliegt, d.h. nur kurzzeitig, während der Sinus seinen oberen und unteren "Buckel" hat. In dieser kurzen Zeit wird der Kondensator nachgeladen - in der übrigen Zeit fließt überhaupt kein Strom. Der Stromverlauf ist also alles andere als sinusförmig und enthält deshalb massenhaft Oberwellen. Das PFC-Siegel ist weniger interessant für den Anwender, weil es nichts aussagt über die technischen Eigenschaften des Netzteils auf der Sekundärseite. Es geht hier nur um die Verbesserung des Oberwellenverhältnisses auf der Energieversorgerseite (mehr Oberwellen => höhere Verluste bei der Energieübertragung). Bei der "passiven PFC" wird einfach eine Reiheninduktivität (Drossel) in den Primärkreis eingefügt, um den Strom zu begrenzen und die notwendige Korrektur herbeizuführen. Diese Lösung ist zwar einfach und preisgünstig, aber Gewicht und Volumen dieses Bauteils ist relativ groß. Der erreichte Leistungsfaktor liegt bei von c't (Heft 10, S196ff) getesteten Netzteilen im Bereich von 0,75 bis 0,8 statt etwa 0,5 bis 0,6 ohne PFC. Bei der "aktiven PFC" wird ein zusätzlicher PWM-Schaltregler in den Primärkreis eingeschleift, der zwar teurer, aber effizienter ist - man kommt damit auf sehr gute PF-Werte zwischen 0,9 bis 1,0 (nahezu sinusförmige Stromaufnahme). |
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