Computer-Netzteile

Computer-Netzteile

Stromversorgungen haben keinen Glamour, so dass fast jeder sie für selbstverständlich hält. Das ist ein großer Fehler, da das Netzteil zwei wichtige Funktionen erfüllt: Es versorgt jede Systemkomponente mit geregeltem Strom und kühlt den Computer. Viele Leute, die sich über Windows-Abstürze beschweren, geben Microsoft verständlicherweise häufig die Schuld. Aber ohne sich für Microsoft zu entschuldigen, ist die Wahrheit, dass viele solcher Abstürze durch minderwertige oder überlastete Netzteile verursacht werden.

Wenn Sie ein zuverlässiges, sturzsicheres System wünschen, verwenden Sie ein hochwertiges Netzteil. Tatsächlich haben wir festgestellt, dass die Verwendung eines hochwertigen Netzteils es ermöglicht, dass selbst marginale Motherboards, Prozessoren und Speicher mit angemessener Stabilität arbeiten, während die Verwendung eines billigen Netzteils selbst erstklassige Komponenten instabil macht.

Die traurige Wahrheit ist, dass es fast unmöglich ist, einen Computer mit einem erstklassigen Netzteil zu kaufen. Computerhersteller zählen buchstäblich ein paar Cent. Gute Netzteile gewinnen keine Marketing-Brownie-Punkte, daher sind nur wenige Hersteller bereit, 30 bis 75 US-Dollar zusätzlich für ein besseres Netzteil auszugeben. Für ihre Premium-Linien verwenden First-Tier-Hersteller im Allgemeinen sogenannte Midrange-Netzteile. Bei Marken für den Massenmarkt und für Endverbraucher können sogar Markenhersteller bei der Stromversorgung Kompromisse eingehen, um einen Preis zu erreichen, und zwar unter Verwendung von Grenzstromversorgungen, die wir sowohl hinsichtlich der Leistung als auch der Bauqualität betrachten.



In den folgenden Abschnitten erfahren Sie, wie Sie ein gutes Ersatznetzteil auswählen können.

Eigenschaften der Stromversorgung

Das wichtigste Merkmal eines Netzteils ist sein Formfaktor Hier werden die Abmessungen, die Positionen der Montagelöcher, die Typen der physischen Anschlüsse und die Pinbelegung usw. definiert. Alle modernen Stromversorgungsformfaktoren leiten sich vom Original ab ATX-Formfaktor , 1995 von Intel veröffentlicht.

Wenn Sie ein Netzteil austauschen, ist es wichtig, eines mit dem richtigen Formfaktor zu verwenden, um sicherzustellen, dass das Netzteil nicht nur physisch zum Gehäuse passt, sondern auch die richtigen Arten von Stromanschlüssen für das Motherboard und die Peripheriegeräte bietet. Drei Stromversorgungsformfaktoren werden üblicherweise in aktuellen und neueren Systemen verwendet:

ATX12V

ATX12V Netzteile sind physikalisch am größten, in den höchsten Wattzahlen verfügbar und bei weitem am häufigsten. Desktop-Systeme in voller Größe verwenden ATX12V-Netzteile, ebenso wie die meisten Mini-, Mid- und Full-Tower-Systeme. Abbildung 16-1 zeigt ein Antec TruePower 2.0-Netzteil, bei dem es sich um ein typisches ATX12V-Gerät handelt.

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Abbildung 16-1: Antec TruePower 2.0 ATX12V-Netzteil (Bild mit freundlicher Genehmigung von Antec)

SFX12V

SFX12V (s-for-small) Netzteile sehen aus wie geschrumpfte ATX12V-Netzteile und werden hauptsächlich in MicroATX- und FlexATX-Systemen mit kleinem Formfaktor verwendet. SFX12V-Netzteile haben geringere Kapazitäten als ATX12V-Netzteile, typischerweise 130 W bis 270 W für SFX12V im Vergleich zu bis zu 600 W oder mehr für ATX12V und werden im Allgemeinen in Einstiegssystemen verwendet. Systeme, die mit SFX12V-Netzteilen gebaut wurden, können einen ATX12V-Austausch akzeptieren, wenn die ATX12V-Einheit physisch zum Gehäuse passt.

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TFX12V

TFX12V (t-for-thin) Netzteile sind physikalisch verlängert (im Vergleich zur kubischen Form von ATX12V- und SFX12V-Einheiten), haben jedoch ähnliche Kapazitäten wie SFX12V-Einheiten. TFX12V-Netzteile werden in einigen SFF-Systemen (Small Form Factor) mit einem Gesamtsystemvolumen von 9 bis 15 Litern verwendet. Aufgrund ihrer ungewöhnlichen physischen Form können Sie ein TFX12V-Netzteil nur durch ein anderes TFX12V-Gerät ersetzen.

Obwohl es weniger wahrscheinlich ist, können Sie auf eine stoßen EPS12V Stromversorgung (fast ausschließlich in Servern verwendet), a CFX12V Netzteil (in microBTX-Systemen verwendet) oder ein LFX12V Netzteil (wird in picoBTX-Systemen verwendet). Detaillierte Spezifikationsdokumente für alle diese Formfaktoren können von heruntergeladen werden http://www.formfactors.org .

Die Änderungen von älteren Versionen der ATX-Spezifikation zu neueren Versionen und von ATX zu kleineren Varianten wie SFX und TFX waren evolutionär, wobei die Abwärtskompatibilität stets im Auge behalten wurde. Alle Aspekte der verschiedenen Formfaktoren, einschließlich der Abmessungen, der Positionen der Montagelöcher und der Kabelverbinder, sind streng standardisiert. Sie können also zwischen zahlreichen branchenüblichen Netzteilen wählen, um die meisten Systeme, auch ältere Modelle, zu reparieren oder zu aktualisieren.

Hier sind einige andere wichtige Eigenschaften von Netzteilen:

Nennleistung

Die Nennleistung, die das Netzteil liefern kann. Die Nennleistung ist eine zusammengesetzte Zahl, die durch Multiplikation der verfügbaren Stromstärken bei jeder der verschiedenen Spannungen ermittelt wird, die von einem PC-Netzteil geliefert werden. Die Nennleistung ist hauptsächlich für den allgemeinen Vergleich von Netzteilen nützlich. Was wirklich zählt, ist die individuelle Stromstärke, die bei verschiedenen Spannungen verfügbar ist, und diese variieren erheblich zwischen nominell ähnlichen Netzteilen.

Effizienz

Das Verhältnis von Ausgangsleistung zu Eingangsleistung, ausgedrückt als Prozentsatz. Beispielsweise ist ein Netzteil, das eine Leistung von 350 W erzeugt, jedoch eine Leistung von 500 W benötigt, zu 70% effizient. Im Allgemeinen ist eine gute Stromversorgung zwischen 70% und 80% effizient, obwohl der Wirkungsgrad davon abhängt, wie stark die Stromversorgung belastet ist. Die Berechnung der Effizienz ist schwierig, da es sich um PC-Netzteile handelt Schaltnetzteile eher, als lineare Netzteile . Der einfachste Weg, darüber nachzudenken, besteht darin, sich vorzustellen, dass das Schaltnetzteil für einen Bruchteil der laufenden Zeit hohen Strom verbraucht und für den Rest der Zeit keinen Strom. Der Prozentsatz der Zeit, in der Strom gezogen wird, wird als bezeichnet Leistungsfaktor Dies entspricht normalerweise 70% für ein Standard-PC-Netzteil. Mit anderen Worten, ein 350-W-PC-Netzteil benötigt in 70% der Fälle 500 W und in 30% der Fälle 0 W.

Die Kombination von Leistungsfaktor und Effizienz ergibt einige interessante Zahlen. Das Netzteil liefert 350 W, aber der Leistungsfaktor von 70% bedeutet, dass es 70% der Zeit 500 W benötigt. Der Wirkungsgrad von 70% bedeutet jedoch, dass anstatt tatsächlich 500 W zu ziehen, mehr im Verhältnis 500 W / 0,7 oder etwa 714 W gezogen werden muss. Wenn Sie das Typenschild für ein 350-W-Netzteil untersuchen, stellen Sie möglicherweise fest, dass zur Versorgung mit 350 W Nennspannung, dh 350 W / 110 V oder etwa 3,18 Ampere, tatsächlich bis zu 714 W / 110 V oder etwa 6,5 ​​Ampere verbraucht werden müssen. Andere Faktoren können die tatsächliche maximale Stromstärke erhöhen. Daher werden häufig 300-W- oder 350-W-Netzteile verwendet, die tatsächlich maximal 8 oder 10 Ampere verbrauchen. Diese Abweichung hat planerische Auswirkungen sowohl auf Stromkreise als auch auf USVs, deren Größe so ausgelegt werden muss, dass sie der tatsächlichen Stromaufnahme und nicht der Nennleistung entspricht.

Ein hoher Wirkungsgrad ist aus zwei Gründen wünschenswert. Erstens reduziert es Ihre Stromrechnung. Wenn Ihr System beispielsweise tatsächlich 200 W verbraucht, verbraucht ein 67% effizientes Netzteil 300 W (200 / 0,67), um diese 200 W bereitzustellen, wodurch 33% des Stroms verschwendet werden, für den Sie bezahlen. Ein zu 80% effizientes Netzteil verbraucht nur 250 W (200 / 0,80), um Ihrem System die gleichen 200 W zu liefern. Zweitens wird verschwendete Energie in Ihrem System in Wärme umgewandelt. Mit der 67% -effizienten Stromversorgung muss sich Ihr System von 100 W Abwärme befreien, gegenüber der Hälfte der 80% -effizienten Stromversorgung.

Verordnung

Einer der Hauptunterschiede zwischen Premium-Netzteilen und günstigeren Modellen besteht darin, wie gut sie reguliert sind. Im Idealfall akzeptiert ein Netzteil Wechselstrom, der möglicherweise verrauscht ist oder außerhalb der Spezifikationen liegt, und wandelt diesen Wechselstrom in einen gleichmäßigen, stabilen Gleichstrom ohne Artefakte um. Tatsächlich entspricht kein Netzteil dem Ideal, aber gute Netzteile kommen viel näher als billige. Prozessoren, Speicher und andere Systemkomponenten sind für den Betrieb mit reiner, stabiler Gleichspannung ausgelegt. Eine Abweichung davon kann die Systemstabilität verringern und die Lebensdauer der Komponenten verkürzen. Hier sind die wichtigsten Regulierungsfragen:

Welligkeit

Eine perfekte Stromversorgung würde den AC-Sinuswelleneingang akzeptieren und einen völlig flachen DC-Ausgang liefern. Reale Netzteile liefern tatsächlich einen Gleichstromausgang mit einer kleinen überlagerten Wechselstromkomponente. Diese AC-Komponente wird aufgerufen Welligkeit und kann ausgedrückt werden als Gipfel zu Gipfel Spannung (p-p) in Millivolt (mV) oder als Prozentsatz der Nennausgangsspannung. Ein qualitativ hochwertiges Netzteil kann eine Welligkeit von 1% aufweisen, die als 1% oder als tatsächliche p-p-Spannungsänderung für jede Ausgangsspannung ausgedrückt werden kann. Beispielsweise entspricht bei +12 V eine Welligkeit von 1% + 0,12 V, üblicherweise ausgedrückt als 120 mV. Ein Netzteil im mittleren Bereich kann die Welligkeit bei einigen Ausgangsspannungen auf 1% begrenzen, bei anderen jedoch bis zu 2% oder 3%. Billige Netzteile können eine Welligkeit von 10% oder mehr aufweisen, was den Betrieb eines PCs zu einem Crapshoot macht.

Ladungsregulierung

Die Belastung eines PC-Netzteils kann beispielsweise während des Routinebetriebs erheblich variieren, wenn der Laser eines DVD-Brenners einschaltet oder ein optisches Laufwerk hoch- und runterfährt. Ladungsregulierung drückt die Fähigkeit des Netzteils aus, die Nennausgangsleistung bei jeder Spannung zu liefern, wenn die Last von maximal bis minimal variiert, ausgedrückt als Änderung der Spannung, die während des Lastwechsels auftritt, entweder als Prozentsatz oder in p-p-Spannungsdifferenzen. Ein Netzteil mit strenger Lastregelung liefert unabhängig von der Last (natürlich innerhalb seines Bereichs) eine nahezu nominelle Spannung an allen Ausgängen. Ein erstklassiges Netzteil regelt die Spannungen an der kritischen Stelle Spannungsschienen + 3,3 V, + 5 V und + 12 V bis auf 1%, mit 5% Regulierung auf den weniger kritischen 5 V- und 12 V-Schienen. Eine hervorragende Stromversorgung kann die Spannung an allen kritischen Schienen auf 3% regulieren. Ein Midrange-Netzteil kann die Spannung an allen kritischen Schienen auf 5% regulieren. Billige Netzteile können auf jeder Schiene um 10% oder mehr variieren, was nicht akzeptabel ist.

Zeilenregulierung

Eine ideale Stromversorgung würde Nennausgangsspannungen liefern, während jede Eingangswechselspannung innerhalb ihres Bereichs eingespeist wird. Bei realen Netzteilen können die DC-Ausgangsspannungen geringfügig variieren, wenn sich die AC-Eingangsspannung ändert. So wie die Lastregelung den Effekt der internen Belastung beschreibt, Zeilenregulierung Man kann sich vorstellen, dass die Auswirkungen einer externen Belastung beschrieben werden, z. B. ein plötzlicher Abfall der gelieferten Netzwechselspannung, wenn ein Aufzugsmotor einsetzt. Die Netzregelung wird gemessen, indem alle anderen Variablen konstant gehalten und die DC-Ausgangsspannungen als Wechselstrom-Eingangsspannung gemessen werden wird über den Eingangsbereich variiert. Ein Netzteil mit strenger Netzregelung liefert Ausgangsspannungen innerhalb der Spezifikation, da der Eingang von maximal bis minimal zulässig ist. Die Leitungsregelung wird auf die gleiche Weise wie die Lastregelung ausgedrückt, und die akzeptablen Prozentsätze sind dieselben.

Geräuschpegel

Der Netzteillüfter ist eine der Hauptgeräuschquellen in den meisten PCs. Wenn Sie den Geräuschpegel Ihres Systems reduzieren möchten, ist es wichtig, ein geeignetes Netzteil auszuwählen. Rauschunterdrückte Netzteile Modelle wie Antec TruePower 2.0 und SmartPower 2.0, Enermax NoiseTaker, Nexus NX, PC Power & Cooling Silencer, Seasonic SS und Zalman ZM sind so konzipiert, dass Lüftergeräusche minimiert werden und die Grundlage für ein System sein können, das in einem System fast unhörbar ist stiller Raum. Leise Netzteile , wie das Antec Phantom 350 und das Silverstone ST30NF, haben überhaupt keine Lüfter und sind fast völlig geräuschlos (es kann zu einem leichten Summen der elektrischen Komponenten kommen). In der Praxis ist die Verwendung eines lüfterlosen Netzteils selten von großem Vorteil. Sie sind im Vergleich zu geräuschreduzierten Netzteilen recht teuer, und die geräuschreduzierten Einheiten sind so leise, dass jedes Geräusch, das sie verursachen, durch das Geräusch von Gehäuselüftern, dem CPU-Kühler, dem Geräusch der Festplattenrotation usw. subsumiert wird.

Netzteilanschlüsse

In den letzten Jahren gab es einige signifikante Änderungen bei den Stromversorgungen, die alle direkt oder indirekt auf den erhöhten Stromverbrauch und die Änderungen der von modernen Prozessoren und anderen Systemkomponenten verwendeten Spannungen zurückzuführen sind. Wenn Sie ein Netzteil in einem älteren System austauschen, ist es wichtig, die Unterschiede zwischen dem älteren Netzteil und den aktuellen Einheiten zu verstehen. Lassen Sie uns daher einen kurzen Blick auf die Entwicklung der Netzteile der ATX-Familie im Laufe der Jahre werfen.

Seit 25 Jahren verfügt jedes PC-Netzteil über Standard-Stromanschlüsse von Molex (Festplatte) und Berg (Diskettenlaufwerk), mit denen Laufwerke und ähnliche Peripheriegeräte mit Strom versorgt werden. Die Netzteile unterscheiden sich in den Anschlusstypen, mit denen das Motherboard selbst mit Strom versorgt wird. Die ursprüngliche ATX-Spezifikation definierte den 20-poligen ATX-Hauptstromanschluss gezeigt in Abbildung 16-2 . Dieser Anschluss wurde von allen ATX-Netzteilen und frühen ATX12V-Netzteilen verwendet.

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Abbildung 16-2: Der 20-polige ATX / ATX12V-Hauptstromanschluss

Der 20-polige ATX-Hauptstromanschluss wurde zu einer Zeit entwickelt, als Prozessoren und Speicher + 3,3 V und + 5 V verwendeten. Daher sind für diesen Anschluss zahlreiche + 3,3 V- und + 5 V-Leitungen definiert. Die Kontakte im Steckverbindergehäuse sind für maximal 6 Ampere ausgelegt. Dies bedeutet, dass die drei + 3,3 V-Leitungen 59,4 W (3,3 V x 6 A x 3 Leitungen), die vier + 5 V-Leitungen 120 W und die eine + 12 V-Leitung 72 W für insgesamt etwa 250 W führen können.

Dieses Setup reichte für frühe ATX-Systeme aus, aber als Prozessoren und Speicher immer leistungshungriger wurden, stellten Systementwickler bald fest, dass der 20-polige Anschluss für neuere Systeme nicht genügend Strom lieferte. Ihre erste Modifikation war das Hinzufügen der ATX-Hilfsstromanschluss , gezeigt in Abbildung 16-3 . Dieser in den ATX-Spezifikationen 2.02 und 2.03 sowie in ATX12V 1.X definierte Anschluss verwendet jedoch Kontakte, die für 5 Ampere ausgelegt sind, jedoch aus späteren Versionen der ATX12V-Spezifikation entfernt wurden. Die beiden + 3,3-V-Leitungen bieten daher eine Tragfähigkeit von 33 W + 3,3 V und die eine + 5-V-Leitung eine Tragfähigkeit von 25 W + 5 V, was einer Gesamtleistung von 58 W entspricht.

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Abbildung 16-3: Der 6-polige ATX / ATX12V-Hilfsstromanschluss

Intel hat den zusätzlichen Stromanschluss aus späteren Versionen der ATX12V-Spezifikation entfernt, da er für Pentium 4-Prozessoren überflüssig war. Der Pentium 4 verbrauchte +12 V anstelle der +3,3V und +5V, die von früheren Prozessoren und anderen Komponenten verwendet wurden, sodass keine zusätzlichen +3,3V und +5V mehr erforderlich waren. Die meisten Hersteller von Netzteilen haben die Bereitstellung des Zusatzstromanschlusses kurz nach der Auslieferung des Pentium 4 Anfang 2000 eingestellt. Wenn Ihr Motherboard den Zusatzstromanschluss benötigt, ist dies ein ausreichender Beweis dafür, dass dieses System zu alt ist, um wirtschaftlich aufgerüstet werden zu können.

Während die angeschlossene Hilfsenergie zusätzlichen Strom von +3,3 V und +5 V lieferte, hat dies nichts dazu beigetragen, die Menge an +12 V Strom zu erhöhen, die dem Motherboard zur Verfügung steht, und dies stellte sich als kritisch heraus. Motherboards verwenden VRMs (Spannungsreglermodule) um die von der Stromversorgung gelieferten relativ hohen Spannungen in die vom Prozessor benötigten niedrigen Spannungen umzuwandeln. Frühere Motherboards verwendeten + 3,3 V- oder + 5 V-VRMs, aber der erhöhte Stromverbrauch des Pentium 4 machte es erforderlich, auf + 12 V-VRMs umzusteigen. Das hat ein großes Problem geschaffen. Der 20-polige Hauptstromanschluss kann höchstens 72 W +12 V liefern, viel weniger als für die Stromversorgung eines Pentium 4-Prozessors erforderlich. Der Hilfsstromanschluss fügte keine +12 V hinzu, sodass ein weiterer zusätzlicher Anschluss erforderlich war.

Intel hat die ATX-Spezifikation um einen neuen 4-poligen 12-V-Anschluss mit dem Namen + erweitert 12V Stromanschluss (oder beiläufig die P4-Stecker , obwohl neuere AMD-Prozessoren diesen Anschluss ebenfalls verwenden). Gleichzeitig wurde die ATX-Spezifikation in ATX12V-Spezifikation umbenannt, um die Hinzufügung des + 12V-Steckers widerzuspiegeln. Der + 12V-Anschluss, gezeigt in Abbildung 16-4 , hat zwei + 12V-Pins, die jeweils für 8 Ampere bei insgesamt 192 W + 12V-Leistung und zwei Erdungsstiften ausgelegt sind. Mit einer Leistung von 72 W + 12 V, die vom 20-poligen Hauptstromanschluss bereitgestellt wird, kann ein ATX12V-Netzteil bis zu 264 W + 12 V liefern, was selbst für die schnellsten Prozessoren mehr als ausreichend ist.

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Abbildung 16-4: Der 4-polige + 12-V-Stromanschluss

Der + 12V-Stromanschluss dient zur Stromversorgung des Prozessors und wird an einen Motherboard-Anschluss in der Nähe des Prozessorsockels angeschlossen, um Stromverluste zwischen dem Stromanschluss und dem Prozessor zu minimieren. Da der Prozessor jetzt über den + 12V-Anschluss mit Strom versorgt wurde, entfernte Intel den zusätzlichen Stromanschluss, als im Jahr 2000 die ATX12V 2.0-Spezifikation veröffentlicht wurde. Ab diesem Zeitpunkt wurden alle neuen Netzteile mit dem + 12V-Anschluss geliefert, und einige werden bis heute fortgesetzt um den Hilfsstromanschluss bereitzustellen.

Diese Änderungen im Laufe der Zeit bedeuten, dass ein Netzteil in einem älteren System eine der folgenden vier Konfigurationen aufweisen kann (von der ältesten zur neuesten):

  • Nur 20-poliger Hauptstromanschluss
  • 20-poliger Hauptstromanschluss und 6-poliger Hilfsstromanschluss
  • 20-poliger Hauptstromanschluss, 6-poliger Hilfsstromanschluss und 4-poliger + 12-V-Anschluss
  • 20-poliger Hauptstromanschluss und 4-poliger + 12-V-Anschluss

Sofern für das Motherboard kein 6-poliger Zusatzanschluss erforderlich ist, können Sie jede dieser Konfigurationen durch ein beliebiges aktuelles ATX12V-Netzteil ersetzen.

Damit kommen wir zur aktuellen ATX12V 2.X-Spezifikation, die weitere Änderungen an den Standard-Stromanschlüssen vorgenommen hat. Mit der Einführung des PCI Express-Videostandards im Jahr 2004 wurde erneut das alte Problem aufgeworfen, dass der am 20-poligen Hauptstromanschluss verfügbare +12 V-Strom auf 6 Ampere (oder insgesamt 72 W) begrenzt ist. Der + 12V-Anschluss kann viel +12 V Strom liefern, ist jedoch dem Prozessor gewidmet. Eine schnelle PCI Express-Grafikkarte kann problemlos mehr als 72 W + 12 V Strom ziehen, daher musste etwas getan werden.

Intel hätte noch einen weiteren zusätzlichen Stromanschluss einführen können, entschied sich jedoch diesmal, die Kugel zu beißen und den alternden 20-poligen Hauptstromanschluss durch einen neuen Hauptstromanschluss zu ersetzen, der das Motherboard mit mehr als 12 V Strom versorgen könnte. Der neue 24-polige ATX12V 2.0 Hauptstromanschluss , gezeigt in Abbildung 16-5 war das Ergebnis.

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Abbildung 16-5: Der 24-polige ATX12V 2.0-Hauptstromanschluss

Der 24-polige Hauptstromanschluss fügt vier Drähte zu denen des 20-poligen Hauptstromanschlusses hinzu, ein Erdungskabel (COM-Kabel) und jeweils ein zusätzliches Kabel für + 3,3 V, + 5 V und + 12 V. Wie beim 20-poligen Stecker sind die Kontakte im Gehäuse des 24-poligen Steckers für maximal 6 Ampere ausgelegt. Dies bedeutet, dass die vier + 3,3 V-Leitungen 79,2 W (3,3 V x 6 A x 4 Leitungen), die fünf + 5 V-Leitungen 150 W und die beiden + 12 V-Leitungen 144 W für insgesamt etwa 373 W führen können. Mit den 192 W + 12 V, die vom + 12 V-Stromanschluss bereitgestellt werden, kann ein modernes ATX12V 2.0-Netzteil insgesamt bis zu 565 W liefern.

Man würde denken, 565W würden für jedes System ausreichen. Leider nicht wahr. Das Problem ist wie üblich die Frage, welche Spannungen wo verfügbar sind. Der 24-polige ATX12V 2.0-Hauptstromanschluss weist PCI Express-Video eine seiner +12 V-Leitungen zu, was zum Zeitpunkt der Veröffentlichung der Spezifikation als ausreichend angesehen wurde. Die derzeit schnellsten PCI Express-Grafikkarten können jedoch weit mehr verbrauchen als die 72 W, die eine dedizierte + 12 V-Leitung bieten kann. Zum Beispiel haben wir einen NVIDIA 6800 Ultra-Videoadapter mit einer Spitzenleistung von +12 V von 110 W.

Offensichtlich war ein Mittel zur Bereitstellung zusätzlicher Energie erforderlich. Einige Hochstrom-AGP-Grafikkarten haben dieses Problem behoben, indem sie einen Molex-Festplattenanschluss enthalten haben, an den Sie ein Standard-Peripheriekabel anschließen können. PCI Express-Grafikkarten verwenden eine elegantere Lösung. Der 6-polige PCI Express Grafik-Stromanschluss , gezeigt in Abbildung 16-6 wurde von PCISIG definiert ( http://www.pcisig.org ) die Organisation, die für die Aufrechterhaltung des PCI Express-Standards verantwortlich ist, um den zusätzlichen Strom von +12 V bereitzustellen, der für schnelle PC Express-Grafikkarten benötigt wird. Obwohl dieser Stecker noch kein offizieller Bestandteil der ATX12V-Spezifikation ist, ist er gut standardisiert und bei den meisten aktuellen Netzteilen vorhanden. Wir erwarten, dass es in das nächste Update der ATX12V-Spezifikation aufgenommen wird.

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Abbildung 16-6: Der 6-polige PCI Express-Grafikstromanschluss

Der PCI Express-Grafikstromanschluss verwendet einen Stecker ähnlich dem +12 V-Stromanschluss, wobei die Kontakte auch für 8 Ampere ausgelegt sind. Mit drei + 12V-Leitungen mit jeweils 8 Ampere kann der PCI Express-Grafikstromanschluss bis zu 288 W (12 x 8 x 3) +12 V Strom liefern, was selbst für die schnellsten zukünftigen Grafikkarten ausreichen sollte. Da einige PCI Express-Motherboards zwei PCI Express-Grafikkarten unterstützen können, enthalten einige Netzteile jetzt zwei PCI Express-Grafikstromanschlüsse, wodurch die für Grafikkarten verfügbare Gesamtleistung von +12 V auf 576 W erhöht wird. Zusätzlich zu den 565 W, die am 24-poligen Hauptstromanschluss und am +12 V-Anschluss verfügbar sind, bedeutet dies, dass ein ATX12V 2.0-Netzteil mit einer Gesamtkapazität von 1.141 W gebaut werden kann. (Das größte, das wir kennen, ist ein 1.000-W-Gerät, das von PC Power & Cooling erhältlich ist.)

Bei all den Änderungen im Laufe der Jahre wurden die Stromanschlüsse der Geräte vernachlässigt. Zu den im Jahr 2000 hergestellten Netzteilen gehörten dieselben Molex- (Festplatte) und Berg- (Diskettenlaufwerk) Stromanschlüsse wie die 1981 hergestellten Netzteile. Dies änderte sich mit der Einführung von Serial ATA, das einen anderen Stromanschluss verwendet. Der 15-polige SATA-Stromanschluss , gezeigt in Abbildung 16-7 Enthält sechs Erdungsstifte und jeweils drei Stifte für + 3,3 V, + 5 V und + 12 V. In diesem Fall soll die hohe Anzahl an spannungsführenden Pins keinen höheren Strom unterstützen. Eine SATA-Festplatte verbraucht wenig Strom, und jedes Laufwerk verfügt über einen eigenen Stromanschluss, sondern unterstützt das Einschalten vor dem Unterbrechen und das Ausschalten vor dem Einschalten Verbindungen, die erforderlich sind, um ein Hot-Plug-Verfahren oder das Anschließen / Trennen eines Laufwerks zu ermöglichen, ohne das Gerät auszuschalten.

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Abbildung 16-7: Der serielle ATA-Stromanschluss ATX12V 2.0

Trotz all dieser Änderungen im Laufe der Jahre hat die ATX-Spezifikation große Anstrengungen unternommen, um die Abwärtskompatibilität neuer Netzteile mit alten Motherboards sicherzustellen. Das heißt, mit sehr wenigen Ausnahmen können Sie ein neues Netzteil an ein altes Motherboard anschließen oder umgekehrt.

Selbst die Änderung des Hauptstromanschlusses von 20 auf 24 Pins stellt kein Problem dar, da der neuere Stecker die gleichen Pin-Verbindungen und Schlüssel für die Pins 1 bis 20 beibehält und einfach die Pins 21 bis 24 am Ende des älteren 20-Pin anbringt Layout. Wie Abbildung 16-8 zeigt, dass ein alter 20-poliger Hauptstromanschluss perfekt zum 24-poligen Hauptstromanschluss passt. Tatsächlich ist die Hauptsteckdose aller 24-poligen Motherboards, die wir gesehen haben, speziell für die Aufnahme eines 20-poligen Kabels ausgelegt. Beachten Sie die durchgehende Leiste am Motherboard-Sockel Abbildung 16-8 Dies ermöglicht das Einrasten eines 20-poligen Kabels.

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Abbildung 16-8: Ein 20-poliger ATX-Hauptstromanschluss, der an ein 24-poliges Motherboard angeschlossen ist

Micro-USB-Anschluss locker und nicht aufladbar

Natürlich enthält das 20-polige Kabel nicht die zusätzlichen + 3,3 V-, + 5 V- und + 12 V-Kabel, die am 24-poligen Kabel vorhanden sind, was ein potenzielles Problem aufwirft. Wenn das Motherboard für den Betrieb den zusätzlichen Strom des 24-poligen Kabels benötigt, kann es nicht mit dem 20-adrigen Kabel betrieben werden. Um dieses Problem zu umgehen, bieten die meisten 24-poligen Motherboards einen Standard-Molex-Anschluss (Festplatte) irgendwo auf dem Motherboard. Wenn Sie dieses Motherboard mit einem 20-adrigen Stromkabel verwenden, müssen Sie auch ein Molex-Kabel vom Netzteil an das Motherboard anschließen. Dieses Molex-Kabel liefert die zusätzlichen + 5 V und + 12 V (obwohl nicht + 3,3 V), die das Motherboard für den Betrieb benötigt. (Die meisten Motherboards haben keine höheren + 3,3 V-Anforderungen als das 20-adrige Kabel. Sie können diejenigen erfüllen, die ein zusätzliches VRM verwenden, um einen Teil der zusätzlichen + 12 V, die vom Molex-Anschluss geliefert werden, in + 3,3 V umzuwandeln.)

Da der 24-polige ATX-Hauptstromanschluss eine Obermenge der 20-poligen Version ist, kann auch ein 24-poliges Netzteil mit einem 20-poligen Motherboard verwendet werden. Setzen Sie dazu das 24-polige Kabel in die 20-polige Buchse ein, wobei die vier nicht verwendeten Stifte über der Kante hängen. Das Kabel und die Motherboard-Buchse sind verschlüsselt, um eine unsachgemäße Installation des Kabels zu verhindern. Ein mögliches Problem ist in dargestellt Abbildung 16-9 . Bei einigen Motherboards befinden sich Kondensatoren, Anschlüsse oder andere Komponenten so nahe an der ATX-Hauptsteckdose, dass nicht genügend Platz für die zusätzlichen vier Pins des 24-poligen Stromkabels vorhanden ist. Im Abbildung 16-9 Beispielsweise dringen diese zusätzlichen Pins in den sekundären ATA-Sockel ein.

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Abbildung 16-9: Ein 24-poliger ATX-Hauptstromanschluss, der an ein 20-poliges Motherboard angeschlossen ist

Glücklicherweise gibt es eine einfache Problemumgehung für dieses Problem. Verschiedene Unternehmen stellen 24- bis 20-polige Adapterkabel wie das in gezeigte her Abbildung 16-10 . Das 24-polige Kabel vom Netzteil wird an ein Ende des Kabels angeschlossen (das linke Ende in dieser Abbildung), und das andere Ende ist ein standardmäßiger 20-poliger Anschluss, der direkt in die 20-polige Buchse auf der Hauptplatine eingesteckt wird. Viele hochwertige Netzteile enthalten einen solchen Adapter in der Box. Wenn dies bei Ihnen nicht der Fall ist und Sie einen Adapter benötigen, können Sie einen bei den meisten Online-Anbietern von Computerteilen oder in einem gut sortierten lokalen Computergeschäft erwerben.

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Abbildung 16-10: Ein Adapterkabel zur Verwendung eines 24-poligen ATX-Hauptstromanschlusses mit einem 20-poligen Motherboard

Computer-Netzteile und Schutz