Computer

Netzteil

Ein Heim/Office-PC wird mit 230 V AC betrieben. Die Komponenten des Computers arbeiten aber mit viel geringerer Gleichspannung. Um dies zu realisieren, wird das Netzteil benötigt. Über das Netzteil kann der Computer auch zu 100% vom Stromnetz getrennt werden, was das Arbeiten am PC erst möglich macht!

Das Netzteil befindet sich in einem Metallgehäuse mit Schutzkontaktstecker bzw. Buchse und transformiert die Spannungen auf die benötigten Größen hinunter. An dieser Stelle ist der Begriff "Netzteil" falsch, da es sich um ein sogenanntes "Schaltnetzteil" handelt. Sofern man sich aber über Computer- oder PC-Netzteile unterhält ist i.d.R. ein Schaltnetzteil gemeint.

Im Bild oben ist der grundlegende Aufbau eines Schaltnetzteils zu sehen. Über einen handelsüblichen Kaltgerätestecker wird das Netzteil mit Spannung versorgt. Beim Transformieren der Spannung entsteht eine Störfrequenz, die über den Rückleiter wieder zurück in das Stromnetz gespeist werden kann. Diese Frequenz kann dann andere Geräte im Netz beeinflussen, oder sogar stören. Um dies zu verhindern wird der sogenannte PFC - Entstörfilter (engl. für Power Factor Correction) in alle Schaltnetzteile über 50 Watt eingebaut. Der PFC filtert die entstandenen Hochfrequenzen heraus und verhindert somit Störungen im 230V Stromnetz.

Da beim Wandeln und Transformieren der Spannung Wärme entsteht, wird eine Temperaturüberwachung und ein Lüfter mit passender Steuerung benötigt.

Das Schaltnetzteil entstört die eingehende Spannung und richtet sie auf ca. 350 Volt gleich. Durch sogenanntes "Zerhacken" wird die Spannung wieder in eine Wechselspannung gewandelt, die eine Frequenz von bis zu 500kHz aufweisen kann. Über die Schaltung wird immer nur die benötigte Spannung produziert. Durch einen Transformator wird die Spannung hinuntertransformiert. Nach dem Transformieren wird die Spannung gleichgereichtet und entstört. Sie kann nun über die passenden Stecker an das Mainboard weitergegeben werden.


Stecker:

Am Netzteil selbst sind Kabel mit verschiedenen Steckern befestigt, welche nur auf das passende Motherboard passen. So benötigt ein ATX-Motherboard ein ATX-Netzteil mit einem 24-poligen Stecker (ATX12V-2.2 Standard). Oft werden mehrere Adern zusammen geschaltet, um die Belastung der einzelnen Adern so gering wie möglich zu halten (z.B. beim SATA-Stecker).

24-poliger Stecker:

Der 24-polige Stecker ist gegen Verdrehen gesichert. Er dient der hauptsächlichen Stromversorgung des Mainboards.

Peripherie-Stecker:

Ein Peripherie Stecker dient der Versorgung von Laufwerken oder älteren Festplatten.

AUX-Stecker:

Der AUX Stecker unterstützt den 24-poligen ATX Stecker, um eine Überlastung zu vermeiden.

SATA-Stecker:

SATA-Stecker werden für SATA Festplatten benötigt. Im Gegensatz zum Periphierie-Stecker, gibt es beim SATA-Stecker mehr Pins und erweiterte Funktionen. DevSlp dient z.B. dem automatischen Ein- und Abschalten der Festplatte, bei Nichtnutzung.

12V-Stecker:

Er dient der Stromversorgung der CPU und wird auf die passenden PINs am Mainboard gesteckt.


Wirkungsgrad:

Ein entscheidendes Merkmal bei Netzteilen ist nicht nur die Leistung, sondern auch der Wirkungsgrad des Netzteils. Es ist zwar keine Schaltung verlustfrei, aber heute können Schaltungen nahezu verlustfrei sein. Eine Entscheidungshilfe bietet hier das 80 Plus Symbol.

Das 80 Plus Symbol ist das Ergebnis einer amerikanischen Initiative, um den Energieverbrauch zu senken und unterzieht Netzteile speziellen Last Tests, um den Wirkungsgrad festzustellen. Dieser variiert je nach Belastung. Zur Bewertung gibt es verschiedene Klassen:

Auslastung
10% - - - - - 90%
20% 82% 85% 87% 90% 92% 94%
50% 85% 88% 90% 92% 94% 96%
100% 82% 85% 87% 89% 90% 94%

In der Tabelle ist der Wirkungsgrad des Netzteils zu finden. Dieser gibt an, wieviel des eingehenden Stroms als Nutzenergie verwendet werden kann. Man spricht hier auch von einem Verhältnis in Prozent zwischen Nutzenergie und zugeführter Energie. 


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